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Weiche mit magnetischer Führung Die Erfindung bezieht sich auf eine
Weiche mit magnetischer Führung für eine nach dem elektrodynamischen Prinzip arbeitende
Schwebebahn mit stromdurchflossenen Leiterschleifen oder Dauermagneten als primärer
Teil einer an dem zu bewegenden Körper angeordneten magnetischen Tragvorrichtung0
Bei magnetischen Schwebebahnen ist es bekanats Fahrzeuge im Bereich der Weichen
mit Hilfe von zusätzlichen stationär angeordneten Magnetsystemen zu führen, denen
auf dem Fahrzeug Reaktionsschienen zugeordnet sind (Druckschrift von Messerschmitt-Bölkow-Blohm
"Entwicklung eines Schnelltransport-Systems" Abschnitt Fahrweg, Weichenkonzept).
Solche Weichen arbeiten zwar ohne mechanische Stellteile, es sind jedoch zusätzliche
Teile (Ankerschienen) am Fahrzeug erforderlich.
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Bei einer anderen bekannten Weiche sind Rampen vorgesehen, die mit
dem ausgefahrenen Landefahrwerk in Eingriff kommen. Nach einem anderen Verfahren
wird ein ungefähr eine Meile langer Abschnitt der Fahrbahn auf gleitenden Lagerstühlen
montiert, die ein Einleiten in zwei oder drei benachbarte Fahrbahnen ermöglichen
(Model Paper "The Magnetplane: Guided Electromagnetic Flight" von H.Kolm and Richard
D.Thornton, Massachusetts Institute of Technology Cambridge, Massachusetts vom 1.5.1972,
Seiten 7/8).
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Schwebe- und Führungssystem
im Weichenbereich einer elektrodynamischen Schwebeanordnung anzugeben, das die Anbringung
zusätzlicher Teile an dem bewegten Körper (Fahrzeug) und mechanisch bewegte Teile
vermeidet. Die Lösung besteht ausgehend ton
einer Weiche der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß darin, daß in der Weiche der sekundäre Teil der Tragvorrichtung
durch einen geschlossenen, nur durch Führungsschlitze !r Räder unterbrochenen nichtmagnetischen
Leiterbelag gebildet ist, wobei zum Erzeugen von Ftihrungskräften in der Weiche
für jede Pahrtrichtung eine an eine Stromquelle anschließbare unsymmetrische stationäre
Leiterschleife und gesonderte hochkant gestellte Leiterbahnen oder -platten auf
den primären Teil der magnetischen Trag-Vorrichtung einwirken. Auf diese Weise brauchen
am Fahrzeug keine zusätzlichen Reaktionsschienen oder andere Teile angeordnet zu
werden und es sind auch keine mechanischen Stellteile im Weichenbereich erforderlich.
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In der Zeichnung ist ein scheiatisches Ausführungsbeispiel der Erfindung
und in den Unteransprüchen gekennzeichnete Weiterbildungen dargestellt.
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Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Fahrbahn einer Schwebebahn im
Bereich der Weiche, Fig. 2 eine Draufsicht aui die elektrischen und magnetischen
Teile der in Fig. 1 gezeigten Weiche sowie die mit ihnen zusammenwirkenden Teile
am Fahrzeug und Fig. 3 einen Querschnitt der elektromagnetischen Schwebebahn gemäß
Fig. 1 im Bereich der Weiche.
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In Fig. 1 ist mit 1 eine Fahrbahn bezeichnet, die auf der Strecke
an Stützelementen 2 (siehe auch Fig. 3) zwei parallele Bahnen von Leiterplatten
3 und ihnen aui dem Fahrzeug F zugeordnete stromdurchflossene Leiterschleifen 4
für die Erbeugung von Hubkräften tragen. Die Seitenführung des Fahrzeuges F übernimmt
die Seitenführungseinrichtung SF1, SF2.
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Ii Weichenbereich entfällt die Einrichtung SF2. Auf der Fahrbahn 1
sind Schienen 9 angeordnet, um das Starten und Landen des elektrodynamischen Schwebefahrzeuges
mit Hilie
ausfahrbarer Räder 10 zu ermöglichen. Nach dem Einschalten
des nicht.dargestellten Linearmotors wird das Fahrzeug F vom Stillstand aus auf
den Rädern 10 fahrend beschleunigt.
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Bei Erreichen einer gewissen Mindestgeschwindigkeit werden in dem
Schwebe system mit den Leiterplatten 3 und den Leiterschleifen 4 Hubkräfte erzeugt,
die zum Schweben des Fahrzeuges F führen. Auf der Fahrbahn in parallelen Bahnen
angeordnete Leiterplatten 3 (oder -schleifen) der elektromagnetischen Schwebeanordnung
sind innerhalb der Weiche W als geschlossener, nur durch Führungsschlitze 11 für
die Räder 10 unterbrochener nichtmagnetischer Leiterbelag 12 ausgebildet. Vorzugsweise
ist dem Bahrzeug F im Bereich der Weiche W an einer Seite A bzw. B zusätzlich die
gleiche Tragvorrichtung 3, 4 wie auf der Strecke zugeordnet. Dies ergibt Vorteile
hinsichtlich der Pahrdynamik und des Materialbedarfs flir den Leiterbelag 12. FUr
Jede Fahrtrichtung ist eine an eine Stromquelle anschließbare stationäre Leiterschleife
15 bzw. 16 unsymmetrisch zum bewegten Körper F so angeordnet, daß auf die resultierenden
Magnetfelder der auf dem Fahrzeug F angeordneten stromdurchflossenen Leiterschleifen
4 (oder Dauermagnete) derßchwebeanordaung nagnetische Kräfte in Richtung der Pfeile
F1 bis F8 ausgerbt werden. Diese Kräfte versuchen, den bewegten Körper F in eine
Längssymmetrieebene der stationären Leiterschleife 15 zu bringen.
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Bei Abzweigfahrt wird die stationäre Leiterschleife 15 mit den Leiterschleifenseiten
15a, 15b vom Erregergerät 17 mit Gleichstrom gespeist. Bei Geradeausfahrt speist
das Erregergerät 18 die Leiterschleife 16.
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Vor dem Befahren der Weiche w mit dem Fahrzeug F wird Je nach Fahrtrichtungswahl
die eine oder andere stationäre Leiterschleife erregt. Bei der Einfahrt in die Weiche
W übernimmt der nichtmagnetische Leiterbelag 12 praktisch nur in Wechselwirkung
mit den unteren Leiterschleifen 4
am Fahrzeug die Tragfunktion.
Die Seitenführung übernimmt bei Abwweigfahrt auf der linken Seite das durch den
Strom im Leiter 15a erzeugte Magnetfeld, das hauptsächlich auf das Magnetfeld der
unteren Leiterschleife 4 am Fahrzeug P abstoßend wirkt. In Fortsetzung des ,beidseitigen
elektrodynamischen Seitenfiihrungssystems SF1, SF2 der Strecke befindet sich in
der Weiche auf der rechten Seite eine hochkant gestellte Leiterplatte 19, in der
durch Induktionsvorgänge des bewegten Magnetfeldes der rechten unteren Spule 4 des
Tragsystems Ströme und damit Magnetkräfte im Sinne einer Abstoßung erzeugt werden.iadurch,
daß das Fahrzeug F bei der Abzweigfahrt in der Weiche auf der rechten Seite eine
Abstoßung und auf der linken Seite ebenfalls eine Abstoßung erfährt, wird das Fahrzeug
F in der gewUnschten Spur geführt.
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Für Geradeausfahrt ist auf der linken Seite der Weiche auch eine hochkant
gestellte Leiterplatte 19 zum Erzeugen einer FUhrungskraft angeordnet, die mit der,
stationären unsymmetrischen Leiterschleife 16 zusammenwirkt.
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In vorteilhafter Weise sind die stromdurchflossenen Leiterschleifen
4 (bzw. stattdessen Dauermagnete) der Schwebeanordnung derart gepolt, daß ihr Summenfeld
bezogen auf die Fläche einer stationären Leiterschleife 15 bzw. 16 Null ist. Dadurch
wird eine supraleitende Ausbildung der Leiterschleifen 15, 16 möglich, da beim Eintritt
der Leiterschleifen 4 bzw. Magnete der Schwebeanordnung in die Schleife 15 bzw.
16 in dieser keine Spannung induziert wird. AuS diese Weise wird eine beachtliche
Energieeinsparung und eine Steigerung der Betriebssicherheit erzielt, da der Strom
in den stationären supraleitenden Leiterschleifen wegen der großen Zeitkonstante
nicht plötzlich zu Null werden kann und sich somit ein Notlaufverhalten ergibt.
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Um mit dem in Frg, 2 gestrichelt dargestellten Fahrzeug F
auch
im Bereich der Weiche verzögerungsfrei fahren zu können, ist es vorteilhaft, die
Weiche W mit ein lineares Wanderfeld erzeugenden Drehstromwicklungen 20 zu versehen,
die im Einflußbereich der an dem Fahrzeug F angeordneten stromdurchflossenen Leiterschleifen
4 (oder Dauermagnete) liegen, welche in Fahrtrichtung in vorgegebenen Abständen
voneinander angeordnet sind. Die Drehstromwicklungen 20 bilden mit den in Abständen
qSp voneinander angeordneten Leiterschleifen 4 am Fahrzeug F ein Antriebssystem.
Es können also die. Magnetfelder der Schwebeanordnung zum Vortrieb mit ausgenutzt
werden. Die Drehstromwicklungen 20 mit der Polteilung p, die den Abständen 1Sp entspricht,
werden über einen Umrichter 21 mit Spannung variabler oder konstanter Frequenz gespeist.
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3 Figuren 4 Patentansprüche