DE2233631C3 - Elektromagnetisches Trag- und/oder Fuhrungssystem fur Schwebefahrzeuge - Google Patents

Description

keine mechanisch beweglichen Te₁Ie S2^l

hin

;ln,

65 F i g. 4 einen Endabschnitt einer Ankerschiene, die al Ganzes zum Schienenende hin zurücktritt,

F i g. 5 und 6 Fahrbahnverzweigungen in Draufsicht, F i g. 7 ein Schwebefahrzeug im Eingangsbereich A-,

^r Verzweigung gemäß P i g. 5 und

F i g. 8a und 8b mit Erregerwicklungen ausgestattete Ankerschienen in schematischer Schnittdamellung

Das Schwebefahrzeug !, das in Fig. j nur im Umriß dargestellt ist, weist an seiner Unterseite zwei in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende T-förmige Fahrzeugstützrahmen 2, 3 auf, von denen jeder eine Magnetanordnung 4 bzw. 5 aus zwei Reihen 6,7 bzw. 8, 9 von geregeiien Elektromagneten 6', T bzw. 8', 9' derart trägt, daß ein magnetischer Eingriff mit einer Ankerschiene wahlweise nach links oder nach rechts hergestellt werden kann. Das Fahrzeug 1 hängt magnetisch an Ankerschienen 10,11 der Fahrbahn 12 die gemäß F i g. 1 im Einflußbereich der beiden äußeren Magnetreihen 6, 9 der Magnetanordnungen 4, 5 verlaufen und jeweils an einer nach unten weisenden Fläche eines seitlichen Fahrbahnbalkens :3 bzw. 14 montiert sind. Ebensogut kann eine Fahrbahn aus einem einzigen zentralen Fahrbahnbalken 15 vorgesehen sein, der an seiner Unterseite zwei Ankerschienen 16, 17 trägt, die mit den beiden inneren Magnetreihen 7,8 der Magnetanordnungen 4, 5 in magnetischem Eingriff stehen (in F i g. 1 gestrichelt dargestellt).

Jeder der Elektromagnete 6', 7', 8', 9' am Schwebefahrzeug 1 besitzt einen langgestreckten Kern 18 von U-Profil, dessen Innenraum eine Spulenseite 19' einer Erregerspule 19 ausfüllt und dessen Seitenschenkel als Polschenkel 20,21 nach oben zur Ankerschiene 10 biw. 11 der Fahrbahn 12 weisen. Die zweite Spulenseite 19' jeder Erregerspule 19 füllt, wie in F i g. 2 dargestellt, den Innenraum des Kerns 18 des Nachbarmagneten, der der anderen Magnetreihe der Magnetanordnung angehört. Eine Erregerspule 19 erregt daher stets ein Paar von Elektromagneten 6', T bzw. 8', 9', so daß es für die Regelung unerheblich ist, welcher der beiden Magnetreihen einer Magnetanordnung einer Ankerschiene zugeordnet ist Ein Wechsel des Fahrbahnaufbaus kann daher an jeder beliebigen Stelle des Streckennetzes vorgesehen sein und vom Fahrzeug ohne besondere Maßnahmen durchfahren werden.

F i g. 2 zeigt ferner eine gegenseitige Querversetzung hintereinander angeordneter Elektromagnetpaare 6', T. Diese gibt jeder Elektromagnetreihe für sich die Möglichkeit, neben geregelten Tragkräften auch geregelte Führungskräfte aufzubringen, indem alle nach links versetzten Elektromagnete einer Reihe oder eines Reihenabschnitts und alle nach rechts versetzten Elektromagnete gesondert geregelt werden.

Das Profil der Ankerschienen 10, 11 bzw. 16, 17 der Fahrbahn 12 hat ebenfalls die Form eines U und ist in seinen Abmessungen dem Profil der Elektromagnetkerne 18 angepaßt Die Ankerschienen 10, 11 bzw. 16, 17 sind mit ihren Basisschenkeln an den Fahrbahnbalken 13, 14 bzw. 15 montiert, wobei ihre Seitenschenkel 22 nach unten den Polschenkeln 20,21 der Elektromagnetkerne 18 entgegenragen. Die Ebene der sich ausbildenden magnetischen Kreise über die Ankerschienen steht somit senkrecht zur Längsachse der Schienen und der Magnete.

Die Luftspalte zwischen den Ankerschienen und den Elektromagnetkernen, die konstant zu halten sind, werden mit Hilfe einer Mehrzahl von Abstandsmeßsonden 23 erfaßt, wobei die Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert des Abstandes zur Regelung der Elektromagnete verwertet wird. Gemäß F i g. 3 sind die Abstandsmeßsonden 23 zwischen den einzelnen Magneten einer Reihe untergebracht.

Wie oben bereits erwähnt, stehen normalerweise beide Ankerschienen 10,11 bzw. 16,17 in Abhängigkeit vom Aufbau der Fahrbahn 12 mit den inneren 7,8 oder den äußeren Magnetreihen 6, 9 der Magnetanordnungen 4, 5 in Eingriff. Eine Änderung des Aufbaus der Fahrbahn 12 bedingt Ankerschienenwechselstellen, d. h. Stellen, an denen die Tragfunktion von einer endenden, der einen Magnetreihe der Magnetanordnung zugeordneten Ankerschiene auf eine beginnende, der anderen Magnetreihe der Magnetanordnung zugeordneten Ankerschienen übergeht Anfang und Ende der beiden Ankerschienen 10,16 bzw. U, 17 können einander exakt gegenüberliegen. Erreicht ein Magnet 6' bzw. 9' einer der Magnetreihen 6 bzw. 9 das Ende der ihm zugeordneten Ankerschiene 10 bzw. 11 und überschreitet dieses zunehmend, so verringert sich der von ihm erzeugte magnetische Fluß über diese Ankerschiene 10 bzw. 11 aufgrund des wachsenden magnetischen Widerstandes. Der von derselben Erregerspule 19 erregte Partnermagnet T bzw. 8' erreicht jedoch gleichzeitig den Anfang der anderen Ankerschiene 16 bzw. 17 und gerät in zunehmendem Maße mit dieser in magnetischen Eingriff, so daß die von beiden Magneten 6', T bzw. 8', 9' des Paares erzeugte Gesamtkraft während des Passierens der Ankerschienenwechselstelle im wesentlichen konstant bleibt.

Der Übergang der Tragfunktion von einer Ankerschiene auf eine andere erfolgt relativ langsam, wenn die beiden Ankerschienen 10,16 bzw. 11, 17 einander über eine gewisse Länge überlappen und in diesem Überlappungsbereich zum Ankerschienenende hin einen zunehmenden Luftspalt zu den Fahrzeugmagneten aufweisen. Die wirksamen Polflächen der Ankerschienen treten stetig zurück, indem entweder, wie in F i g. 3 dargestellt, die Höhe der Seitenschenkel 22 der Ankerschienen kontinuierlich abnimmt, oder gemäß F i g. 4 die Ankerschiene 10 ihr Profil beibehält, sich als Ganzes jedoch zunehmend von der Ebene der Polflächen der Fahrzeugmagnete entfernt. Auf diese Weise wird der magnetische Eingriff der einen Magnetreihe mit der endenden Ankerschiene allmählich gelöst und in demselben Maße zwischen der benachbarten Magnetreihe und der beginnenden Ankerschiene aufgebaut, so daß sich auch innerhalb eines derartigen Ankerschienenwechselbereichs die von einer Magnetanordnung aufgebrachte Gesamtkraft nicht ändert.

Die F i g. 5 und 6 zeigen den Aufbau von Fahrbahnverzweigungen, wobei F i g. 5 eine Fahrbahn mit zwei äußeren Fahrbahnbalken 13,14 betrifft und F i g. 6 eine Fahrbahn mit einem zentralen Fahrbahnbalken 15.

Während die äußeren Fahrbahnbalken 13, 14, deren Ankerschienen 10, 11 den verzweigungsäußeren bzw. den kurveninneren Spuren (die Systemspuren sind in den F i g. 5 und 6 gestrichelt dargestellt) des Trag- und Führungssystems zugeordnet sind, gemäß F i g. 5 im Verzweigungsbereich keine Unterbrechung erfahren, sind für die Ankerschienen, die den verzweigungsinneren bzw. kurvenäußeren Spuren zugeordnet sind, drei gesonderte Fahrbahnbalken 25, 26, 27 vorgesehen, die jeweils zwei Ankerschienenabschnitte tragen. Aus F i g. 5 wird deutlich, daß auf den beiden kurvenäußerer Spuren jeweils vier Ankerschienenwechsel vorgenommen werden müssen, bis die Verzweigung durchfahrer ist.

Fährt ein Fahrzeug bei -4 in die Verzweigung gemä[ Fig.5 ein, treten zu den Ankerschienen 10, 11, mi denen die Magnetreihen 6, 9 des Fahrzeugs 1 magnetisch in Eingriff stehen, Ankerschienen 10a, 11; am Fahrbahnbalken 25 hinzu, die den Magnetreihen 7,1

des einfahrenden Fahrzeug* I gegenüberstehen und deren Polflächen im Bereich A-0 am einer zurückgesetzten Position bei Λ allmählich in ihr SoUniveau vorrücken, da* we bei ß erreichen. Fig.7 zeigt das Fahrzeug in einer Position innerhalb des Bereichs Λ-Ä s Ec wird deutlich, daß die Seitenschenkel der Ankertdüenen 10a. Ua an dieser FahrbahnsteUe noch nicht ihre Sollhöhe erreicht haben, so daß der magnetische Eingriff zwischen den Ankerscbienen 10a, lla und den Fahrzeugmagneten T, ff noch relativ schwach ist

Im Bereich B-C stehen dann allen vier Magnetreihen de* Fahrzeug* Ankerschienen der Fahrbahn im Nennabsiand gegenüber, was ohne Eingreifen der Regelung zu einer Verdoppelung der anziehenden Kräfte zwischen Fahrzeug und Fahrbahn führen müßte und beim Auseinanderlaufen der Ankerschienen 10,10a bzw. 11, Ua bei C eine instabile Fahrzeugführung ergeben müßte. Um einen definierten stoßfreien Betrieb an derartigen Systemspurgabelungen wie hier im Verzweigungsbereich sicherzustellen, sind alle Ankerschienen im Bereich Ä-Cund darüber hinaus bis D mit Wicklungen 29 ausgestattet, die bei Bedarf gleich starke und gleichnamig gepoltc Magnetfelder erzeugen können, wie sie auch die Fahrzeugmagnete ausbilden. Unerwünschte Anziehungskräfte können dadurch ausgeschaltet oder bei stärkerer Gegenerregung der Ankerschienen in abstoßende Kräfte umgewandelt werden. Die F i g. 8a und 8b zeigen die Anordnung der Wicklung 29 auf den U-Profil-Ankerschienen 10 entweder auf dem Basisschenkcl (Fig.8a) oder den jo Seilenschenkeln (F i g. 8b).

Wenn das Fahrzeug also beispielsweise geradeausfahren soll, muß auf der linken Spur die Ankerschiene 10 wirksam und die Ankerschiene 10a unwirksam bleiben. Letztere muß daher im Bereich B-D gegenerregt werden, wobei die den Abstand zur Schiene 10 erfassenden Abstandsmcüsondcn 23 im gesamten Vcrzwcigungsbercich in Betrieb bleiben. Auf der rechten Spur muß dagegen zunächst die Ankerschiene Un die Trag· und Führungsfunklion übernehmen, wozu die ver/weigungseingangsscitig wirksame Ankerschiene 11 im liereich /MJgegenerregt wird und bei öauf die den Abstund zur Schiene lla erfassenden Abstandsmeßsonden 23 umgeschaltet wird. Das von den Schienen 10 und 11« getragene Fahrzeug erreicht dann die Position /:", die für die rechte Spur eine Ankerschicncnwechsclstclle darstellt, indem dort zwangsläufig die Ankerschiene IIb um Fuhrbahnbulkcn 27 und die Ihr zugeordnete Fahrzeugmagnetreihe 9 die Trog· und Führungsfunklion übernehmen, wobei die Abslundsmoüsonden 23 der Fahrzcugmagnotreihc 9 eingeschaltet worden.

Die nächste Ankorschiencnwcchsclstelle liegt bei G an der Kreuzung der beiden vcrzwolgungsinneren Spuren. Hler übernehmen wieder die Magnete der Reihe 8 unter der Ankerschiene Uc und die zugehörigen Abstandsmeßsonden 23 ihre Funktion. Um im Bereich dieser Spurenkreuzung jeden unerwünschten Einfluß der der anderen Spur zugeordneten Ankerschienen XOb und 10c auszuschließen, sind diese zwischen F und H gegenerregt.

Bei /gesellt sich zur Ankerschiene llcdie Schiene IV am Fahrbahnbalken 14', deren zunächst noch zurückspringende Polflächen bei AC ihr Sollniveau erreichen, während ab AC die Polflächen der Ankerschiene 1 Ic zum Schienenende bei L hin allmählich zurückspringen, so daß im Bereich J-L die Trag- und Führungsfunktion kontinuierlich von der Magnetreihe 8 an die Magnetreihe 9 bzw. von der Ankerschiene Uc an die Ankerschiene 1Γ übergeht, wobei bei AC auf die Abstandsmeßsonden der Magnetreihe 9 umgeschaltet wird.

Prinzipiell gleich verläuft die Abbiegefahrt im Bereich der Weiche nach F i g. 5. In diesem Falle behält die der rechten oder kurveninneren Spur zugeordnete Ankerschiene 11 ihre Funktion bei, indem die Ankerschiene lla durch entsprechende Gegenerregung unwirksam bzw. abstoßend wirksam gemacht wird, während auf der kurvenäußeren Spur zunächst die Ankerschiene 10a bei B die Trag- und Führungsfunktion übernimmt, indem die Ankerschiene 10 im Bereich B-D gegenerregt wird. Anschließend werden der Reihe nach die Ankerschienen 10i? bei £ 10c bei G und Hr" bei AC wirksam. Es empfiehlt sich, die Ankerschienen 10 und 1 la im Bereich C-D so stark gegenzuerregen, daß abstoßende Kräfte zwischen diesen Schienenabschnitten und den Magnetreihen 6,8 auftreten, da diese eine der Zentrifugalkraft auf das Fahrzeug entgegenwirkende Komponente aufweisen, die die von den Magnetreihen 7, 9 aufzubringenden Führungskräfte anfänglich verringern. Die Umschaltung der Abstandsmeßsonden der Magnetanordnung 4 erfolgt entsprechend bei Erreichen der Positionen B, E C und AC.

Es bedarf keiner weiteren Erläuterung, daß das Fahrzeug die beschriebene Weiche von allen drei Fahrbahnzweigen 13,14; 13,14'; 13', 14 her durchfahren kann.

Wie die Fig.6 zeigt, sind bei einer Fahrbahn mit einem zentralen Fahrbahnbalkcn 15 zwei zusätzliche Fahrbahnbalken 30, 31 zum Aufbau einer Fahrbahnverzweigung erforderlich. Unabhängig von der Fahrtrichtung müssen auf jeder Spur stets zwei Ankcrschicnenwcchselstellen durchfahren werden. Diese liegen für Geradeausfahrt auf der linken Spur bei Bund Fund mil der rechten Spur bei Fund/bei Rcchtsubbicgcfuhri aiii der linken Spur bei Fund J und auf der rechten Spur be AJ und F. Auch hler erfolgt an jeder Ankerschienenwech selstells eine Umschaltung der Meßwertsonden 23 au die der Jeweils wirksam werdenden Magnetreihe, Ir gleicher Welse sind In den Spurengabelungsbereicher AJ-CO und dem Spurenkreuzungsbereich H-J-K dl« Ankerschienen mit Erregerwicklungen 29 ausgestattet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   Fahrbahn angebrachten Hilfselektromagneten durch ^F, 7j?LhnSttae Schwebcregelung geregelt werden, £ei AbsÄÄ mit der fahrzeugseitigen Schwebe-

   ^,n« *?Haupttrag- und -führungssystems probleegungdes Haup

   miitwaris. ^ _{Erfindung besteht} in der Schaffung Die £«8 j _Trag. _und/oder Führungssy-

   « ^mechanisch bewegliche Fahrbahnteile sow.e hitl Schweberegelung vermeidet.

   wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruchs 1 genannten Merke System gestattet den Aufbau , starren Fahrbahnverzwe.gun_bbhb d d

   K .nnze ™»^e f' _fi

   , 1. Elektromagnetisches Trag- und/oder Führung*;

   system für Schwebefahrzeuge, die längs einer mit

   wenigstens einer starren Verzweigungsstelle verse-

   heneH Fahrbahn bewegbar sind, dessen fahrzeugse..

   tige Systembestandteile symmetrisch zur Fahrzeug-

   ängsachse oberhalb oder unterhalb des Fahrzeug-

   rumpfes angeordnet sind und für jede Fahrzeug-

   längsseite aus zwei parallelen Reihen von Magnet-

   einrichtungen bestehen, von denen im Fahrbahnbe-

   reich außerhalb einer VerzweigungssteUe nur „/eti^passiven, starren Fahrbahnverzwe.gun-

   jeweils eine Magneteinrichtung und im Fahrbahnbe- von mag _k ^ _netschwebebahnen,^ bei dem die

   reich innerhalb einer Verzweigungsstelle abwech- 15 ger' ™^r " _Schweberegelung ausschließlich vom selnd beide Magneteinrichtungen mit einer zugeord- "jomerncn ^ ^ _{gegenüber dem älteren}

   ten Magneteinrichtung an der Fahrbahn magne- ^nrzeug ^ _Wartungsfreiheit der Fahrbahn

   Sy^stem°en ^ _probIemlose Abstimmung

   ^^""^_Hilfssystemenbedeutet.

   von Haupt un ^ ^ ^ _{Elektromagneten und für}

   * kommt in vorteilhafter Weise ein

   _wobei die Seitenschenkel der _der jeweils zugeordneten HeItunter Bildung eines Luftspaltes auf ^3^^_εη,_Ηο1ιεη gegenüberstehen. Dadurch ist JDSiana _Ankerschienen ungehindert von

   gewä r eistet « _{riff ition} eingebracht und

   der ^ ⁿ _{d können}.

   ^{aus lh}^ⁿ ^" _Elektromagnetre»he auch ohne zusätzli- ^^^ _agnete geregelte Kräfte zur se.tl.chen ehe j _Schwebef_ahrzeug_S aufzubringen vermag.

   ™>™"g _Elektromagnete gemäß einer besonderen sind di' ™™° iriMmg jeder fahrzeugseitigen Au«c«taUung « | abwechselnd nach links

   drtung p _angeordnet. _{Wenn dann}

   ₂₅

   selnd beide Magneteinrichtungen mit einr g neten Magneteinrichtung an der Fahrbahn magne tisch eingriffsfähig sind, dadurch ge kennzeichnet, daß jede fahrzeugse.uge Magnete.nrichtung (6,7,8,9) aus hintereinander angeordneten geregelten Elektromagneten (6', T, 8 bzw S>) besteht und daß jede der zugeordneten Magnete.nrichtungen an der Fahrbahn (12) aus einer Ankerschiene (10,11,16,17) besteht

   2. System nach Anspruch 1 dadurch gekennze'chnet. daß die Kerne (18) der Elektromagnet^ (6,7 ,8. 9') und die Ankerschienen (10, 11, 16, 7) U-Prof. aufweisen, wobei die Seitenschenkel (22) der Ankerschienen denen der jeweils ^ordneten Elektromagnetkerne unter Bildung eines Luftspalts auf Abstand im wesentlichen gegenüberstehen

   3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete (6', T bzw_

   8', 9') jeder fahrzeugseitigen Magnetdichtung (6,7 Au«c«taUg

   bzw. 8, 9) paarweise abwechselnd nach i.nks und 35 MagMttmndrtung ^^ _angeor

   nach rechts versetzt angeordnet sind. n«mlich die nach rechts versetzten Magnete und die

   Jach links versetzten Magnete der Magnetreihe oder

   eines Abschnitts derselben gesondert gerege t werden. • u τ „ läßt sich eine unabhängige Führungskraftregelung

   Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Trag- 40 law , ^s'^cn gemeinsame Versatz jeweils zweier

   und/oder Führungssystem für Schwebefahrzeuge der im durcnmnr■ ^ _{te ermög}i_icht weiter einen

   Oberbegriff des Patentanspruchs 1 naher bezeichneten ^"""J₁. _Trag. _und Führungsfunktion von den

   Art. , . . _Traa Magneten der einen Reihe einer Magnetanordnung auf

   Bei einem bekannten elektromagnetischen Trag- N agneter^e Fahrbahnverzweigung, ohne

   oder Führungssystem (DT-PS 7 07 032; ETZ-A. 1953. & 45 die der anderen an _{erforderlich wird}, da die

   11 bis 14) besteht jede reihenförmige Magnetanordnung daG^r^J^** f_{om a} |_{ne tpaar und der} Ankeraus einer Tragmagnetreihe, die auf einer nach oben ζ «nscner^ _{f nach Größe und Richtun}g

   gegen eine Ankerschiene der Fahrbahn weisenden *^^ene J^ir^™ⁿ _{sindi ob dem} linken oder dem rechten Außenfläche des Fahrzeugkörpers montiert ist .Je.nach Jf^abhanf ^^ _paa;_{es benachbar}ter Magnete eine dem Aufbau der Fahrbahn umgreift der Fahrzeugkor- 50 ^Ma8^neten ^ _ordnetist.

   1^i¹SSATSS °_kr °F=hⁿnv^Der! ^L·^^ gelten nur in Verbindung mit zweigungen vor. die zum Aufbau eines Verkehrsnetzes ^A™P™_r ⁿ _{findung wird} nachstehend anhand der Zeich-^UrSÄet^d deutschen Patent 22 01 820,ist «n 55 nunge^i^her erläutert, weichengängiges Trag- und Führungssystem ^ Elek- ™ ^f_{61n er}f_indungsgemäß aufgehängtes und ge-

   SSSS in SttSSäZ ££ gⁱⁿ« ^{Fahrbahn mil rae}