DE2231204A1 - Magnetbahn - Google Patents

Description

• PATENTBESCHREIBUNG Die nachfolgend beschriebene Patentanmeldung befasst sich mit dem fahrweg für neue Hochgeschwindigkeitsbahnen und mit seinem Zusammenwirken mit den Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen. Die überwiegende Art der Fahrtrasse wird eine aufgeständerte Fahrtrasse sein, bei welcher das Fahrzeug oberhalb von zwei Fahr spuren oder zwei Fahrträgern geführt wird, wobei die beiden Fahrträger rechts und links des Fahrzeuges angeordnet sind. Es handelt sich bei dem Gegenstand der Erfindung um Einrichtungen, die für die Erzielung hoher Fahrgeschwindigkeiten notwendig sind. Dabei sind die Bedingungen der hohen Geschwindigkeit für die Gestaltung, insbesondere der Fahrspur und dergleichen entscheidend. Dazu gehört auch das Zusammenwirken zwischen Fahrspur und Fahrzeug insofern, als bei der hohen Geschwindigkeit besondere Luftwiderstände an den Stellen der Zusammenwirkung zwischen Fahrspur und Fahrzeug auftreten, die es zu verringern oder zu vermeiden gilt.
• Bahnen nach den hier zugrunde liegenden technischen Prinzipien sind bisher nur für Versuchszwecke, nicht aber für den öffentlichen Verkehr gebaut worden.
• Wenn man das Ankereisen für die Magnete einer Magnetbahn gleichzeitig als Fahrträger ausbildet, ergeben sich gewisse Vereinfachungen und Reduzierungen des Aufwandes einer Fahrtrasse.
• An den Sützpunkten dieses Fahr trägers ist zur Justierung des Anker eisens für die Magnetbahn eine verstellbare Verbindung erfindungsgemäß vorzusehen. Dadurch kann die Unebenheit einer Fahrtrasse vermindert werden und sich ändernde Lagen der Fahrtrasse bzw. der Anker eisen ausgeglichen werden.
• Vorteilhaft ist es, die Fahrträger fortlaufend und biegesteif zu montieren. Hierfür ergibt sich eine größere Biegefestigkeit der Träger und eine geringere Abweichung von der Sollage. Es sind jedoch Wärmestßstellen in größeren Abständen erforderlich. Miteinander verschweißte Fahrträger, die in längeren Abschnitten miteinander verschweißt sind, können vorteilhaft so verankert werden, daß sie Längsspannungen, insbesondere aus Temperaturunterschieden, aufzunehmen imstande sind.
• Solltensich in Bezug auf die Längsspannungen in Abhängigkeit von der Temperatur Unterschiede ergeben gegenüber dem Verhalten in vorhergehenden Zeitabschnitten, dann läßt das Schlüsse auf mechanische Knderungen, also insbesondere auch auf Schäden der Fahrträger zu.
• Bei der festen Verankerung von miteinander verschweißten Fahrträgern über eine längere Strecke sind hphe Kräfte von dem Fahrträger in den Boden eizuleiten, die Einrichtung eines Einleitungspunktes der gegebenenfalls alle 5 Kilometer oder dergleichen vorzusehen ist, bildet ein besonderes Problem, welches in Anspruch 7 behandelt wird.
• Aus Gründen der konstruktiven Gestaltung der Fahrtrasse einerseits und des Hochgeschwindigkeitsfahrzeuges andererseits ist die Konfiguration von mit dem Fahrträger korrespondierenden Komponenten des Fahrzeuges an den unteren Fahrträgerteilen von Vorteil.
• Für den Fall, daß außer der normalen StütOetEeovMiZ ungefähr 10 bis 20 Metern zwischendurch längere Stützabschnitte, etwa zur Uberbrückung von Straßen und dergleichen, notwendig werden, ist die Erhöhung des Trägerquerschnittes zur Verhinderung einer höheren Durchbiegung nach oben erforderlich, während die unteren Trägerteile als Magnetanker für das Geschwindigkeitsfahrzeug wirken.
• Da die Unterhaltung von rostenden Stahlträgern durch Aufbringung von Rostschutzfarbe immer teurer wird, ist die Herstellung der Träger aus Material mit stabilisierter Rostung, Patinastahl, usw.
• von wirtschaftlicher Bedeutung.
• Bei der Verwendung des Steges des Fahrträgers, welcher aus Normalprofil gewalzt ist, als Anker für eine horizontale Führung des Fahrzeuges,ist die verdickte Ausführung des senkrechten Steges dann erforderlich, wenn der Seitenführungsmagnet wegen der Flußdichte, die er in seinen Anker hineinbringt, eine größere Stärke dieses Ankermaterials verlangt.
• Bei der Ausführung von Magnetbahnen mit einseitiger Seitensteuerung läßt sich der Fahrträger, welcher keine Seitensteuerungskräfte aufzunehmen hat, in Bezug auf seine waagrechte Steifigkeit leichter ausbilden als der andere Fahrträger, welcher die Seitenführungskräfte aufnimmt; hierdurch sind Materialersparnisse möglich.
• Für den Antrieb von Hochgeschwindigkeit afflrz.ugen nach dem Prinzip der Magnetbahnen ist für den Vortrieb nach dem Stand der Entwicklung ein Linearmotor vorgesehen, welcher sich in der Mitte zwischen den Fahrträgern und in der Mitte des Fahrzeuges befindet. Ein Linearmotor läßt sich vorteilhaft und materialsparend dann betreiben, wenn er nur auf einer Seite des Fahrzeuges angeordnet ist und dabei direkt mit dem Fahrträger verbunden wird. Ein Linearmotorsekundärteil wird normalerweise aus lamelliertem Eisen hergestellt. Er kann in diesem Fall auch vorteilhaft als Ankermaterial für die Magnete des Magnet fahrzeuges Verwendung finden, wobei die Hubmagnete an derselben Stelle des Querschnittes, aber nicht an derselben Lage längs des Magnetwagens angeordnet ist.
• Die Kräfte, die zwischen einem Linearmotor, der zum Antrieb des Fahrzeuges dient, und seinem Sekundärteil, der an dem Fahrträger befestigt ist, auftreten, müssen kompensiert werden. Diese Kompensation erfolgt vorteilhaft dadurch, daß zwischen den Polen des Linearmotors im Fahrzeug und dem Sekundärteil auf dem Fahrweg ein Luftkissen erzeugt wird, welches durch seinen Uberdruck die beiden Flächen auseinander hält. Statt eines Luftkissens kann auch die Kompensation der Kräfte durch einen Elektromagneten erfolgen.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1) Magnetbahn, dafidurch gekennzeichnet, daß die Magnete des Magnetfahrzeuges an Fahrträgern angreifen, die mit einer größeren Stützweite, z.B. größer als 5 m, von Stützen getragen werden.

   2) Magnetbahn nach 1) d.g., daß zwischen Stützen und Eisenträger eine nach Höhe (und Seite) verstellbare Verbindung angeordnet ist.

   3) Magnetbahn nach vorher d.g., die Fahrträger längs durchlaufend montiert sind und Stoßstellen zur Ermöglichung der Wärmedehnungsverschiebung einen größeren Abstand als z.B. loo bis 500 m besitzen.

   4) Magnetbahn nach vorher d.g., daß die Fahrträger längs durchlaufend montiert (und verschweißt) sind und mindestens bei kühler Außentemperatur eine Zugspannung in Längsrichtung aufweisen.

   5) Magnetbahn nach vorder d.g., daß die Längsspannung in sehr großen Abständen durch Verankerung erzeugt wird, deren Kräfte einstellbar sind.

   6) Magnetbahn nah vorher d.q., daß die Längsspannung kontrolliert.wird, um Auskunft iiber die Funktionstüchtigkeit der Magnebahnfahrträger zu erhalten.

   7) Magnetbahn nach vorher d.g., daß die Verankerung durch eine Anzahl von z.B. lo Diagonalstreben in Längsrichtung zwischen aufeinanderfolgenden Stützen erfolgt, wobei die einzelnen Diagonalstreben, welche vornehmlich eine hohe Materialfestigkeit bzw, einen niedrigen E-Modul zur Ermöglichung einer hohen Dehnung aufweisen, den ihrer Pnzahl entsprechenden Anteil an Längskraft an den Fußpunkt der nächsten Stütze leiten, wobei das fix Fundament dieser Stützen entsprechend der Vertikalkomponente der Diagonalkraft gegenüber den Norralfundarenten vergrößert ist.

   8) llagnetbahn nach vorher, d.g0, daß die Verankerung vornehr lich an Stellen geringerer Stützenhöhe erfolgt.

   9) Magnetbahn nach vorher d,g., daß von der oberen Diagonalstrebenansätzen an den Stützen in der höhe der Eisenfahrträger Zugstreben zur nächsten Stütze führen, wo sie an der Eisenfahrschiene, vornehmlich am Vertikalsteg befestigt sind.

   lo) Magnetbahn nach vorher d.g., daß die Diagonal- und Zugstreben kreuzweise, also für Zug- bzw. Druckkräfte in beiden Richtungen angebracht sind.

   11) Magnetbahn nach vorher d.g., daß zur Verschweißunq der Fahrträgerteile an den Querschnittsstellen, die größere Randabstände des Materials ergeben, wie Doppel-T-Kren:unasstelle Material zur Ermöglichung des Durchschweißens ausgenommen wird; 12) Magnetbahn nach vorher d.g., daß die Teile des Fahrzeuges, die im Formschluß mit den Fahrträgern zusammenwirken, wie neben den Hubmagneten besonders mechanische Bremse, Absetzkufe, Seitenkufe, Linearmotor, Seiten führung (magnetisch) gegebenenfalls auch Stromabnehmer, dabei gegenüber dem Fahrträger so angeordnet sind, daß sie an unteren Teilen wie waagerechter Gurt und am senkrechten Steg vornehmlich nur in den unteren Abschnitten arbeiten, nicht aber am oberen Gurt, wobei sonstige Kontruteile des Fahrzeuges von den freien Stegteilen und dem oberen Gurt einen guten Abstand und genügende Abflußquerschnitte zur Vermeidung von höheren Spaltluftwiderständen aufweist.

   -13) Magnetbahn nach vorher d.g., daß der Querschnitt des Fahrträger ein Doppel-T, ein Z oder Zwischenformen aufweist, wobei die senkrechten Belastungen vornehmlich durch den Schubmittelpunkt des Trägers gehen.

   14) Magnetbahn nach vorher d.g., daß die Stützen gegebenenfalls über justierbare Zwischenglieder am vornehmlich senkrechten Steg festgeschraubt werden.

   15) Magnetbahn nach vorher d.g., daß die Stützweite und der fluerschnitt des Fahrträaers so gewählt werden, daß eine mölgich große Senkrechte Eigenfrequenz von z.B. größer als 9 Hz und horizontal größer als 7 Hz erreicht wird, was z.B. mit dem Profil I PB1-550 bie 8-10 m Stützweite erreicht wird.

   16) Magnetbahn nach vorher d.g., daß für Abschnitte mit größerer Stützweite andere Träger mit höherem Trägheitsmoment verwendet werden, wobei die inneren Untergurtteile und die unteren Stegfteile mit den vorher oder nachher anschließenden Normalträgern fluchten.

   17) Magnetbahn nach vorher d.g., daß für Fahrträger und übrige Stahlteile, wie Stützen Justiereinrichtungen und Traversen Stahl mit stabilisierter Rostung (Patinastahl, Cor-Ten-Stahl) angewendet wird.

   18) Magnetbahn nach vorher d.g., daß zwei gegenüberliegende Stützen dnrch eine waagerechte und/oder eine diagonale Traverse verbunden werden.

   19) Magnetbahn nach vorher d.g., daß der Steg des Fahrträgers gegneüber dem Normalprofil verdickt ausgebildet ist, um als Ankereisen für Seibenführungsmagnete besser geeignet zu sein, wobei Befestigungen nach 14) und dergl. so ausgebildet sind, daß keine Vorsprünge an der Innenseite in der Bahn der Führungsmagnete und Seitenführungskufen erscheinen.

   20) Magnetbahn nach vorher d.g., daß eine der beiden Fahrschienen ein größeres Trägheitsmoment, vornemlich in waagerechter Richtung besitzt als die andere, wonach sich auch die Konstruktion der Stützen richtet und an welcher dann der obere Anschluß der Diagonaltraversef in der Regel zugeordnet ist, wobei die Seitenführungseinrichtung der Magnetfahrzeuge wesentlich nur auf diese Fahrschiene (Fahrträger) einwirkt.

   21) Magnetbahn nach vorher d.g., daß mindestens an einen Fahrträger ein elektrisch und magnetisch wirkender Teil des Linearmotors zum Antrieb des Fahrzeuges befestigt ist.

   22) Magnetbahn nach vorher d.g., daß der Linearmotorteil di aus ferromagnetischem Material besteht, vornehmlich längslamelliert, in welches Leiterschleifen etwa in der Art des Kurzschlußläufergitters eingebaut sind, oder welches mit einer gutWleitenden Schicht, z.B.

   Aluplatte versehen ist.

   23) Magnetbahn nach vorher d.g., daß der Linearmotorteil unter dem unteren Gurt eines Fahrträgers angeordnet ist und als Ankermaterial für Hubmagnete bzw, im Linearmotor erzeugte Hubkräfte dient.

   24) Magnetbahn nach vorher, d.g., daß der Linearmtorteil so dicht an das Material des Trägers befestigt ist, daß der magnetisch wirksam wird und deshalb die Höhe des Linearmotorteiles niedriger angesetzt werden kann als ohne diese magnetische Wirkung.

   25) tsagnetbahn nach vorher d.g., daß der Lineamltorteil nach 24) und 23), 22) in Seiten- und/oder Höhenrichtung justierbefestigt Dar st.

   26) Magnetbahn nach vorher d.g,, daß der Linearmotortil des Fahrzeuges ar auf dem waagerecht am Gurt des Fahrzeuges oder senkrecht am Steg desselben angeordneten stationären Linearmotorteils über ein Druckluftkissen in Bezug auf den Abstand geführt wird, wobei ßichtlippen gegenüber dem Leiterschleifenlängsteil angebracht sind, welches eine Bkes ebene, glatte, harte und evtl. mit Gleitmitteln versehene Fläche aufweist.

   27) Magnetbahn nach vorher d.g., daß die Zuführung der Druckluft für das Luftkissen nach 26) durch Kanäle vom Rücken des Linearmotors her erfolgt, welche gleichzeitig eine kühlende Wirkung auf das Lamellenpaket des Linearmotors hat.

   28) Magnetbahn nach vorher d.g., daß der Linearmotor gegenüber dem Fahrzeug besonders senkrecht zu seiner Luftkissenfläche bzw. seiner Luftspaltfläche beweglich angeordnet ist.

   29) Magnetbahn nach vorher d.g., daß der Fahrzeugteil des Linearmotors mit gesteuerten Elektromagneten in seiner Lage mit geringem Luftspalt gehalten wird.

   30) Magnetbahn nach vorher d.g., daß der wahrzeugteil des Linearmtors über ein Joch mit gesteuerten Elektromagneten verbunden ist, die auf die obere Seitens Fahrträgergurtes einwirken.

   31) Magnetbahn nach vorher d.g., daß der Fahrzeuateil des Linearmotors durch Steuerung seiner elektromagnetischen Anziehung und/oder durch zusätzliche, auf seiner Seite angeordnete gesteuerte Elektromagnete an den stationären Linearmotorteil angezogen werden kann, vornehmlich in Kombination mit 29).

   32) Magnetbahn nach vorher d.g., daß der Fahrzeugteil des Linearmotors bei senkrechter Lage des Linearmotorluftspaltes durch gesteuerte Elektromagnete, die auf den anderen, gegenüberliegenden Fahrträger wirken, in seiner Luftspaltgröße gesteuert wird, wobei eine mechanische Verbindung zwischen dem Elektromagnet und der Linearmotor bei beweglicher Anordnung im Fahrzeug vorqesehen ist.

   33) Magnetbahn nach vorher d.g., daß ein Hubmagnet mit zusätzlicher Seitensteuerspule verwendet wird, welche von Steuerstrom verschiedener Richtung durchflossen wird und auf den Untergurt des Fahrträgers und/oder auf den stationären Linearmotorteil einwirkt, wobei die Polbreite des gesteuerten Hub- und Seitenführungsmagneten größer als das Ankerteil ist.

   34) Magnetbahn nach vorher d. g., daß der Dämpfungseffekt der Leiterschleifen im stationären Linearmotorteil für die Seitenführungsdämpfung ausgenutzt wird, wozu insbesondere der Längsleiter möglichst kleinen und kompakten Querschnitt haben soll und im optimalen Streufeldbereich- des Magneten liegen muß.

   35) Magnetbahn nach vorher d.g., daß Seitenführungsmagnete angeordnet sind, die auf die seitlichen Flächen des am unteren Gurt angeordneten Linearmotorteils oder auf diese und die seitlichen, evtl. verdickten Untergurtflächen oder auf diese alleine einwirkt, wobei die Pole mit waagerechter Ebene eine wesentlich größere Polfläche haben.

   36) r4aonetbahn nach vorher d.g., daß die Stützen für die Fahrträger zur Ermöglichung einer Wärmedehnungsbewegung, mit besonders niedrigen Widerstandsmomenten für die Ermöglichung einer elastischen Verformung in Folge wärmedehnung ausgestattet sind.

   L e e r s e i t e