DE2202027A1

DE2202027A1 - Fahrbahnschiene fuer magnetschwebefahrzeug

Info

Publication number: DE2202027A1
Application number: DE19722202027
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl-Ing Winkle
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1972-01-17
Filing date: 1972-01-17
Publication date: 1973-08-02
Also published as: JPS5517161B2; DE2202027B2; DE2202027C3; FR2168346A1; US3850108A; GB1392591A; JPS4881202A; CA978611A; IT976887B; FR2168346B1

Description

Krauee-Maffi>i TP 503 Aktiengesellschaft

Hineilen 30 2207077

Fahrbahnschiene für Magnetschwebefahrzeug

Di· Erfindung betrifft ein· Fahrbahnschiene für ein na* gnetiech fr·! schwebend·· Fahri«ug.

Die Fahrbahnen bekannter Magnet!ach frei eehvebender Fahr« aeuge tragen an ihren Auflenriindern Ankerschiene* für fahrceugeeltig Montierte Elektromagnetbander de· Trag- und FUhrungeayateaa eovie eine in Fahrbahn«!tt« montierte Beaktioneeehiene eine· doppelseitigen linearen Induktion·« Motor· ml Antrieb de· Fahrseuga. Sin derartigeβ Schienen« •7·ten ist Mit hohen Material- und Montagekoaten verbunden, die insbesondere auch dadurch entetehen, daO die Ankerschienen und die Reaktlonssohiene infolge ihre· groO«n gegenseitigen Abstand·· nur Mit beträchtlichen Schwierigkeiten hinreichend genau gegeneinander justiert werden kOnnen«

OeMaO der Erfindung wird die··· Problem durch eine Fahrbahnschiene gelttst, die einen als Ankerschiene für Trag- und/oder FtihrungsMagnete des Fahrseuge gestalteten welchmagnetischen Schienenkern beaitnt, dessen eine Oberfläche Mit einer Schicht aus elektrisch gut leitende« Material ale Reaktion·achiene eines einseitigen linearen Induktionsmotors des Fahraeu£je belegt iet. Der veichuacnetieohe Korn

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vlrd hler susatBlich al· oagnetischer Rückschluß für den Mo torf lull ansgenUtat. ,

Ein· solche Mehrzvecksohiene erübrigt die aufwendige Montage einer geeonderten Iüuferechiene auf der Fahrbahn und gibt den Gescuatsyeton »um Tragen, führen und sun Antrieb de· Fahrzeuge eitttfo äußeret kompakten Aufbau. Die Abv··· •ung«n de· Profil· der erfindung»gemäßen Schiene nüssen •war au· KoetengrUnden ·ο klein als möglich gehalten werden, va· eehnalo und lange Induktionsnotoren ergibt, dieee «•lehnen «loh jedoch dadurch au·, daß dl· «türenden Rand· effekte nur aehr klein sind· Darüber hinaue findet infolge de· engen Kontakt· »wiechen der leitenden Belegung und den weichmagnetisch·» Sohleaenkern eine gute Vämeableitung au· der Belegung »tatt.

GenaO einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung weiet der Sohienenkern Ü-Profil auf und ist auf der profiläußeren oder -inneren Oberfläche seines Basiβschenkela oder der profilttußeren Oberfläche eine· seiner Seitenechenkel belegt· Insbesondere bei der Anordnung der leitenden Belegung auf der Innenseite de· Schienenkern· ist ein hervorragender Schutz gegen ungünstige VitterungeeinflUeee gegeben, wenn die Schiene als Trag- und gegebenenfalls augleicb Führungsschiene nit nach unten gerichteten 8eitenachonk«ln an der Fahrbahn nontiert ist. Ferner unterstützen dann die «wischen den Ständer des einseitigen linearen Induktionsnotors und

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der erfindnngsgettäOen Schien· unter beetionton Betriebsbedingungen virk«oia«ii An-iehungskrUfte da· tragsysteai de· Fahraeugs. Ein Nachteil der Anordnung der Belegung ie Sohieaeninneren liest allerdings darin, d»O ee der Schiene dann an einer Eignung mir Verwendung in Kurven und Weichen •angelt. In derartigen Fallen ist eine Belegung einer der Aufienflttohen de· Sehienenkerne vorstieiehen.

Die erfindungsgeaftde einstückig« Kombination einer Anker« schiene Bit einer Seaktionesohlene erfordert eine besondere Beachtung der Cieenverluste ia Schienenkern,da ·ο*οη1 der FIuO dee Trag· und/oder Führung·«yeten·, der den Sohienenkern Ia Sabieneoquerrichtung duronsetat, «1· auch der Fluß de· Lineareuitor·, der den belegten Schienenkerneeheakel Im weeentlieben in Längsrichtung durchsetzt, Wirbel« •trttee eraeugen. In. Weiterbildung der Erfindung ist Mind·· •ten· der belegte Schenkel dee veicbMagnetlscben Schienenkern· au· in Senienenquerrlchtung geschichteten Blechen aufgebaut· Die·· Sehichtungarichtung ergibt unabhängig von einer taaielllerung der Übrigen Schenkel eine starke Redu-Bierung von durch den Motorfluß hervorgerufene Vlrbeletru-•cn.

Insbesondere_t wenn der belegte Schienenkernschenkel aus in Sohienenquerrichtung und senkrecht «ur Belegungsebene geschichteten Blechen aufgebaut ist, beeteheu lediglich axa Ein- und Austritt des Notorflusses in die bsw. aus der An«

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kerschiene Zonen, in denen der Motorfluß die Bleche senkrecht durchsetzt und Virbelströme erzeugt. Diese Wirbel-» stromzonen nehmen jedoch nur einen so geringen Teil des vom Motorfluß durchsetzten Volumens des Schienenkerns ein, daß sie ohne weiteres in Kauf genommen werden können. Die angegebene Schichtungsrichtung hat nämlich weiter den Vorteil, daß bei günstiger Lamellierung der übrigen Schienenkernschenkel auch durch den Tragfluß keine Wirbelströme in dem belegten Schenkel entstehen können.

Wenn dagegen beispielsweise bei der Gestaltung der Trag- und/oder Führungsmagnete Maßnahmen getroffen sind, die einen auch bei höchsten Fahrzeuggeschwindigkeiten hinreichend langsamen Auf- und Abbau des Magnetfeldes des Trag- und Führungssystems im Schienenkern gewährleisten, so daß die vom Tragfluß erzeugten Wirbelströme unabhängig von der Schichtungsrichtung vernachlässigbar klein sind, ist der belegte Schenkel vorteilhaft aus in Schienenquerrichtung und parallel zur Belegungsebene geschichteten Blechen aufgebaut, da dann auch die Ein- und Austrittszonen des Motorflusses im Schienenkern wirbelstromfrei bleiben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße, innen an der Basis belegte Fahrbahnschiene mit den zugeordneten Fahrzeugkomponenten eines Systems zum Tragen, Führen und zum Antrieb eines Schwebefahrzeugs,

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Fig· 2 eine Fahrbahnschiene genäß Fig. 1 bei anders gerichteter Leute lUerung,

Fig. 3 eine erfindungsgemUße, außen an der Basie belegte

Fahrbahnschiene «it den zugeordneten Fannzeugkompo· nenten,

Fig. i» und 5

Fahrbahnschlenen gemäß Fig. 3 bei anders gerichteten Lamellierungon,

Fig. 6 eine erfindungsgeuäße, seitlich außen belegte Fahrbahnschiene Bit den zugeordneten Fahrzeugkomponenten und

Fig. 7 und 8

Fahrbahnschieneη gemäß Fig. 6 bei andere gerichteter LaMeIlierung.

Der in Fig· 1 dargestellte, auf einer Fahrzeug- und Fahrbahnseite vorgesehene Teil eines sweiapurigen Systems sun Tragen, Führen und zu« Antrieb eines Schvebefahraseugs 1 enthält eine einsige, an der Fahrbahn 2 montierte Schiene 3, die einen weichmagnetischen Schienenkern h mit U-Profil aufweist· Der Basissobenkel 5 dos Schienenkerns ^ trttgt auf «einer i« Profilinneren liegenden Oberflache 6 eine Schicht 7 *ua Aluminium und ist aus Blechen 6 geschichtet aufgebaut, die parallel eur Aluminlunschicht 7 verlaufen. Die Seitenschenkel'9 dee Schienenkerne k, die senkrecht nach unten weisen, sind ebenfalls lamelliert aufgebaut, wo· bei die Bleche 10 aeitenachenkelparallel verlaufen«

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An nicht näher dargestellten Fahrzeug 1 ist ein Band Von geregelten Elektromagneten 11, 12 befestigt, die innerhalb des Bandes alternierend nach rechts (11) und linke (12) versetzt angeordnet sind. Die Elektromagnete 11, 12 besitzen Kerne 13, i4 von U-Profil, doron Seitenschenkel den Seitenschenkeln 9 der Schiene 3 an der Fahrbahn 2 auf Abstand gegenüberstehen. Dieser Abstand des Magnetbandes zur Schiene 3 wird durch gruppenweise Regelung der Erreger-Ströme der nach rechte und der nach links versetzten Magnete 11, 12 in horizontaler und vertikaler Richtung im wesentlichen konstant gehalten.

Als Antrieb dient ein einseitiger linearer Induktionsmotor 13 in horizontaler Anordnung, dessen Ständer 16 cun Fahrzeug 1 befestigt 1st und in den Raum zwischen den Seitenschenkeln 9 der Sohiene 3 an der Fahrbahn 2 ragt· Die aktive Oberfläche 17 des Ständers I6 steht der als Reaktionsschiene wirksamen Aluminiumschicht 7 auf Abstand gegenüber .

Die gewählten Schichtungerichtungen im Schienenkern k lassen nur am Ein- und Austritt des Motorflueses in den bzw. aus dem Basisschenkel 5 der Schiene 3 als magnetischem Rückschluß und im an den Basisschenkel 5 unmittelbar angrenzenden Bereich der Seitenschenkel 9 wirbeletrofflbehafte· te Zonen von kleinem Volumen zu.

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Venn der geaaste Schienenkern U, wie in Fig. 2 dargestellt, aus senkrecht stur Schienenrichtung und parallel zur Aluminiumschicht 7 geschichteten Blechen aufgebaut 1st, entfallen die Wirbelstromzonen am Bin- und Austritt des Motorflusses in den bzw. auβ dem Basisschenkel 5. Dafür ernöglicht diese Schichtungerichtung Wirbelatröme durch den Tragfluß im Basisschenkel 5. Erfolgen Auf- und Abbau des Tragfeldes allerdings hinreichend langsam, könnte bei dieser Schichtung des Basisschenkels 5 auf eine Lamellierung der Seitenschenkel 9 unter Umständen ganz verzichtet werden (in der Zeichnung nicht darji stellt).

Qemäß Fig· 3 ist der Basisechenkel 5 des Fahrbahnschienenkerns h auf seiner profiläußeren Oberfläche 16 mit einer Aluminiumschicht 7 belegt, was die dargestellte, um I8O verdrehte horizontale Lage des Ständers 16 des linearen Induktionsmotor 15 am Fahrzeug 1 oberhalb des Magnetbandes (11,12) und der Fahrbahnschiene 3 erfordert. Diese An ordnung ermöglicht eine horizontale Bewegung des Fahrzeugs quer zur Schienenlängsrichtung, die in Kurven und Weichen vorteilhaft ist. Die Lamellierung des Schienenkerns h ist so getroffen, daß die Basisschenkelbleche 8 zur Aluminium- schicht 7 und die Seitenschenkelbleche 10 zum Seitenechen- kel 9 parallel liegen, so daß nur in den Ein- und Austrittezonen beider Flüsse in den bzw. aus dem Basisschenkel 5 Wirbelströme entstehen können.

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Venn die Schiene 3, vie in Fig· k dargestellt, aus einzelnen ineinandergeschichteten Blechen 19 von U-Profil besteht, beschrankt eich die Wirbelstrombildung auf die Ein- und Austrittezonen des Motorflueses im Basisschenkel 5.

Für die Schichtung des Schienenkerne k gemäß Fig. 5 gelten die obenstohenden Erläuterungen eur Schiene gemäß Fig· 2 entsprechend·

Die in Fig· 6 dargestellte Fahrbahnschiene 3 weist einen lamellierten Schienenkern h auf, der auf der profiläußeren Oberfläche 20 des einen 9' seiner Seitenschenkel 9,9' mit einer Aluniniumechicht 7 belegt ist, so daß der Ständer 16 des Linearnotore 15 vertikal neben der Schiene 3 zu liegen könnt. Auch diese Anordnung ist zum Befahren von Kurven und Weichen gut geeignet. Der beschichtete Seitenschenkel 9* besteht aus der Aluminiumschicht 7 parallelen Blechen 10, während die beiden übrigen Schenkel 5 und 9 aus Blechen 21 von Winkelprofil geschichtet sind· Auch bei dieser Schiene 3 sind nur in den Ein- und Auetrittszonen des Motor- und des Traglusses im beschichteten Seitenschenkel 9¹ Wirbel ströme möglich.

Bei der Schiene gemäß Fig. 7 besteht der Schienenkern aus ineinandergeschichteten Blechen 19 von U-Profil, ed daß nur in den Ein- und Austrittssonen des Motroflusees im Sei-

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tenschenkel 9¹ Virbeletröme entstehen können.

Sind dagegen gemttß Fig. θ die Bleche 10 des Seitenschenkels 9¹ »ur Aluminiumschicht 7 senkrecht gestellt, vermag nur der TragfluO im Seiteneohenkel 9¹ Virbeletröme su erseugen.

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Claims

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Patentansprüche

ί 1.iFahrbahnschiene für ein magnetisch frei schwebendes Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß ein ale Ankerschiene für Trag- und/oder FUhrungamagnete (11, 12) des Fahrzeugs gestalteter, weichnagnetischer Schienen* kern (k) vorgesehen ist, dessen eine Oberfläche (6; 18;20) mit einer Schicht (7) au· elektrisch gut leitendem Material als Reaktionsschien« eines einseitigen linearen Induktionsmotorβ (15) des Fahrzeugs (1) belegt ist.

2« Fahrbahnschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schienenkern (k) U-Profil aufweist und auf der profiläußeren oder -inneren Oberfläche (i8 oder 6) seines Basisschenkels (5) oder der profiläußeren Oberfläche (20) eines (9*) seiner Seitenschenkel (9, 9¹) belegt ist.

3. Fahrbahnschiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der belegte Schenkel (5j 9') des Schienenkerns (k) aus in Schienenquerrichtung geschichteten Blechen (8| 10) aufgebaut ist.

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U, Fahrbahnschiene nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der belegte Schenkel (5 ϊ 9 * ) des Schienenkerne (U) aus senkrecht zur Belegungsebene geschichteten Blechen (8;10) aufgebaut ist.

5· Fahrbahnschiene nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der belegte Schenkel (5i9^f) des Schienenkerns {k) aus parallel zur Belegungeebene geschichteten Blechen (8, 10) aufgebaut ist.

Gr/H

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