DE2140874A1

DE2140874A1 - Magnetgetragene schwebebahn

Info

Publication number: DE2140874A1
Application number: DE2140874A
Authority: DE
Inventors: Werner Woitsch
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1971-08-14
Filing date: 1971-08-14
Publication date: 1973-03-01
Also published as: US3855939A; DE2140874C3; DE2140874B2; FR2149988A5

Description

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Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, den 13,Aug.l971

Gesellschafb mit B512 Hb/fo

beschränkter Haftung, 7274 München

Magnetgetragene Schwebebahn

Bei Fahrzeugen, welche durch Elektromagnete (Tragmagnete) gegenüber einer Schienenanordnung freischwebend/gehalten

werden, sind in aller Regel zusätzliche Seitenführungen

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ORIGINAL IHSPEGTED

erforderlich, um eine ausreichende Sicherheit gegen Überschreitung der stabilen Gleichgewichtslage, z. B. unter der Wirkung von Luft- und Fliehkräften o. dgl., zu erreichen. Dies gilt besonders für Fahrzeuge von Bahnen, welche durch magnetische Anzugskräfte in einer Schwebelage gehalten werden. Zweckmaßigerweise erfolgt die Führung . dieser Fahrzeuge ebenfalls berührungslos unter Ausnutzung von magnetischen Anzugskräften. Dazu können an den Längsseiten der Fahrzeuge weitere Elektromagnete als Führungsmagnete vorgesehen sein, denen gegenüber dann am Fahrweg Führungsschienen anzuordnen sind (DT-PS 707 032). Damit lassen sich auf die Fahrzeuge beidseitig einwirkende Seitenkräfte (magnetische Anzugskräfte) erzeugen, die bei entsprechender Regelung der Erregung der Führungsmagnete die Fahrzeuge ständig in einer Mittellage zwischen den Führungsschienen halten.

Nachteilig bei einer derartigen Anordnung ist, daß sich einerseits durch die Führungsmagnete das Eigengewicht der Fahrzeuge und andererseits durch die Führungsschienen der bauliche Aufwand am Fahrweg ganz beträchtlich erhöht. Deeweiteren ergeben sich insbesondere bei hohen Fahrtgeschwindigkeiten zusätzliche Luftwiderstände und Wirbel-3tromeffekte·

Aufgabe der Erfindung 1st es daher, aufzuzeigen, wie Fahrzeuge unter Ausnutzung magnetischer Anzugskräfte in einer Schwebelage gehalten und zugleich in Seitenrichtung geführt werden können, ohne daß dazu spezielle Führungsmagnete und-schienen erforderlich sind. _j

Ausgehend von einer Schwebebahn, bei welcher Fahrzeuge durch beidseitig in Horizontallage angeordnete Elektromagnete gegenüber magnetisch leitfähigen Schienen freischwebend gehalten sind, wird dazu erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß

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die Elektromagnete jeder Fahrzeugseite in einer magnetisch unsymmetrischen Soll-Lage zur jeweils zugeordneten Schiene angeordnet sind. Sie können beispielsweise gegenüber der Schiene seitlich versetzt sein. Es ist jedoch auch möglich, daß die Elektromagnete unsymmetrische U- oder E-förmige

geometrisch
Eisenkerne haben und in einer/symmetrischen Soll-Lage zur zugeordneten Schiene angeordnet sind. Es versteht sich, daß in jedem Fall die Lage der Elektromagnete beider Fahrzeugseiten bezogen auf das jeweilige Fahrzeug symmetrisch ist. .

Bei einer derartigen Anordnung der Elektromagnete an einem Fahrzeug werden diese nicht nur Anzugskräfte vertikaler Wirkungsrichtung (zum Tragen des Fahrzeugs) auf die Schienen ausüben, sondern auch - auf jeder Fahrzeugseite — solche Anzugskräfte (sog. Rückstellkräfte), welche das Fahrzeug seitlich, d. h. in Richtung auf die betreffende Schiene zu verschieben versuchen} bei entsprechender Regelung der Erregung der Elektromagnete beider Fahrzeugseiten ISßfc sich damit das Fahrzeug ständig in einer Mittellage zwischen beiden Schienen halten.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch auf eine andere, im Rahmen der Erfindung liegende Weise gelöst werden. Wenn von einer magnetisch unsymmetrischen Soll-Lage der Elektromagnete zu den zugehörigen Schienen abgesehen werden soll, kann auch vorgesehen sein, daß die Elektromagnete oder Spulen zumindest paarweise jeder . Fahrzeugseite zugeordnet und die des jeweiligen Paares unterschiedlich erregt sind. In diesem Fall wird dieselbe Wirkung wie bei der zuvor beschriebenen Anordnung erreicht:

ist beispielsweise der rechte Elektromagnet eines Paares schwächer erregt als der linke, dann hat dieser die Neigung,

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sich quer zur zugeordneten Schiene nach rechts zu verschieben. Die Rückstelllcräf he lassen sich dabei in ihrer Wirkung noch beträchtlich verstärken, wenn das Elektromagneten-Paar eine größere Breite als die Schiene auf v/eist, also beidseitig in gleichem Maße über die Längskanten der Schiene hinausragt.

Gemäß beiden Lösungen werden demnach außer Anzugskräften vertikaler Wirkungsrichtung zugleich sog. Rückstellkräfte ' zwischen Elektromagneten (oder Spulen) und magnetisch leitfähigen Schienen erzeugt.

Die Erfindung und Weiterbildungen derselben sind anhand von Ausführungsbeispielen, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt, nachfolgend näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 im Querschnitt eine Anordnung zum magnetischen Tragen und Führen eines Fahrzeugs unter Verwendung von gegenüber einer Schiene seitlich versetzten Elektromagneten,

Fig. 2 eine Anordnung gemäß Fig. 1, jedoch mit Elektromagneten, welche unsymmetrische U-förmige Eisen

kerne aufweisen und

Fig. 3 im Querschnitt eine weitere Anordnung zum magnetischen Tragen und Führen eines Fahrzeugs unter Verwendung von einer Schiene paarweise züge— - ordneten Spulen.

Es sei vermerkt, daß sämtliche der in den Fig. 1 bis 3 nur für eine Fahrzeugseite dargestellten Anordnungen jeweils auch auf der anderen Fahrzeugseite in spiegelbildlicher Ausbildung vorgesehen sind.

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Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist am Boden 1 eines nicht weiter dargestellten Fahrzeugs ein Tragkörper 2 für eine Reihe Elektromagnete 3 befestigt. Diese am Tragkörper 2 in Horizontallage angeordneten Elektromagnete 3, von denen bei der gewählten Darstellung nur einer ersichtlich ist, sind ggf. über die Fahrzeuglange verteilt und haben jeweils denselben Soll-Abstand zu einer an einem Schienenträger 4 befestigten magnetisch leitfähigen Schiene 5. Desweiteren sind die Elektromagnete 3 in.der dargestellten Soll-Lage zur Schiene 5 gegenüber dieser seitlich versetzt· Dadurch wirken zwischen den erregten Elektromagneten 3 und λ der Schiene 5 außer Anzugskräften vertikaler Wirkungsrichtung, welche das Fahrzeug in einer Schwebelage halten, zugleich sog* Rucks tel'lkräf te. Letztere versuchen, die Elektromagnete 3 in eine symmetrische Lage zur Schiene 5 zu bringen, was jedoch die bei der Anordnung auf der nicht' dargestellten anderen Fahrzeugseite wirkenden Rückstellkräfte verhindern. Unter Ausnutzung dieser Rückstell-, kräfte wird bei entsprechender Regelung der Erregung der Elektromagnete 3 das Fahrzeug ständig in einer Mittellage zwischen den Schienen 5 auf beiden Fahrzeugseiten gehalten; die Regelung der Erregung der Elektromagnete 3 kann dabei in üblicher Weise erfolgen* ■

Anstelle einer Versetzung der Elektromagnete 3 gegenüber der Schiene 5 kann auch vorgesehen sein, daß jene eine größere Breite als die Schiene aufweisen, wobei dann diese Elektromagnete auch in einer unsymmetrischen Soll-Lage zur Schiene angeordnet werden; sie können auch zusätzlich wieder gegenüber der Schiene versetzt sein.

Es versteht sich, daß bei einer derartigen Anordnung - mit Elektromagneten 3, welche sowohl eine Trag- als auch eine· (Seiten-) Führungsfunktion haben - zur Erregung der Elektromagnete mehr Energie aufgebracht werden muß als bei solchen, die nur eine Tragfunktion haben. Um diesen zusätzlichen

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.Energiebedarf möglichst gering zu halten, kann man Elektromagnete sowie Schienen besonderer Form wählen. Beispielsweise hat nach Fig» 2 ein Elektromagnet 6 einen unsymmetrischen U-förmigan Eisenkern 7 mit Polschuhen 8 unterschiedlicher Breite, welche zueinander geneigte Polflächen 9 aufweisen. Eine zugeordnete Schiene 10 hat entsprechend dieser Form der Polschuhe 8 und der gewählten Versetzung (Elektromagnet 6 - Schiene 10) ein unsymmetrisches V-förmiges Profil. Bei dieser Anordnung wird der magnetische Streufluß gegenüber dem Nutzfluß im Eisenkern 7 und der Schiene 10 bzw. im Luftspalt 11 zwischen beiden nur gering sein. Der Elektromagnet 6 hat auch hier wieder die Neigung, sich und damit das Fahrzeug quer zur Schiene 10 in Richtung auf deren Träger 4 zu verschieben.

Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Anordnungen sind bei derjenigen nach Fig. 3 zwei Spulen in Form eines Elektromagneten 12 mit einem E-förmigen Eisenkern 13 und zwei Wicklungen 14 und 15 einer Schiene 16 zugeordnet, wobei der Elektromagnet in einer symmetrischen Soll-Lage zur Schiene angeordnet ist. Wird z. B. an die linke dieser Wicklungen 14 und 15 eine höhere Spannung gelegt als an die rechte, dann hat der Elektromagnet 12 die Neigung, sich in der Horizontalen quer zur Schiene 16 zu verschieben, und zwar in Richtung auf ihren Träger 4. In Verbindung mit einer gleichartigen Anordnung auf der nicht dargestellten linken Fahrzeugseite läßt sich damit wieder eine stabile Seitenführung realisieren.

Eine derartige Anordnung hat den weiteren wesentlichen Vorteil, daß man zur Führung im Bereich von V/eichen mit Spulen, bzw. Elektromagneten 12 einer Fahrzeugseite auskommt.

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Die V/icklungen 14 und 15 brauchen dann ζ« B. nur wechselweise an eine Spannung gelegt zu werden.

Patentansprüche:

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Claims

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, den 13. Aug.1971 Gesellschaft mit ' ff Hb/fo beschränkter Haftung, München Patentansprüche

1. Schwebebahn, bei welcher Fahrzeuge durch beidseitig in Horizontallage angeordnete Elektr©magnete gegenüber magnetisch leitfähigen Schienen freischwebend gehalten sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektromagnete (3,6) jeder Fahrzeugseite in einer magnetisch unsymmetrischen Soll-Lage zur jeweils zugeordneten Schiene (5 bzw. 10) angeordnet sind.

2. Schwebebahn, bei welcher Fahrzeuge durch beidseitig in Horizontallage angeordnete Elektromagnete gegenüber magnetisch leitfähigen Schienen freischwebend gehalten sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektromagnete oder Spulen (Elektromagnet 12) zumindest paarweise jeder FahrEsugseite zugeordnet und die des jeweiligen Paares unterschiedlich erregt sind.

3. Schwebebahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete (3,6) gegenv der Schiene (5 bzw. 10) seitlich versetzt sind.

4. Schwebebahn nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektromagnete (6) bzw. die Elektromagneten-Paare eine größere Breite als die Schiene (10) aufweisen.

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5. Schwebebahn nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektromagnete (6) unsymmetrische U- oder E-förmige Eisenkerne (7) haben.

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