DE4206491A1 - Messvorrichtung und verfahren zur bestimmung der radkraefte von magnetbahnfahrzeugen - Google Patents
Messvorrichtung und verfahren zur bestimmung der radkraefte von magnetbahnfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Messen der Kräfte, die bei Vertikalführungsrollen von
Magnetbahnfahrzeugschwebegestellen bei verschiedenen Bela
dungszuständen der Fahrzeuge auftreten.
Die Schwebegestelle der Magnetbahnfahrzeuge weisen Permanent
magnete auf, die in Verbindung mit magnetischen Wanderfeldern,
die in den entlang der Fahrstrecken angeordneten Langstatoren
erzeugt werden, die Schwebegestelle antreiben und zumindest
teilweise tragen. Entsprechend den unterschiedlichen
Beladungszuständen der Schwebegestelle ist der Luftspalt zwi
schen den Langstatoren und den Permanentmagneten einzustellen.
Führungsrollen sind z. B. aus der DE PS 31 07 341 bekannt. Sie
erzeugen über ein System von Hebeln eine lineare Vertikalbewe
gung des Schwebegestells und damit der Magnete relativ zum
Stator um die je nach Beladung sich ändernden vertikalen
Kräfte durch Veränderung des magnetischen Flusses zu kompen
sieren. Diese Kompensation ist jedoch unter Umständen nicht
ideal, so daß die Führungsrollen auch belastet werden. Diese
Belastung soll aus Komfort- und konstruktiven Gründen einen
bestimmten Wert nicht übersteigen. Zur Überprüfung der
Regelung werden die an den Rädern auftretenden Kräfte
gemessen. Es ist bekannt, Dehnungsmeßstreifen in dem
Hebelsystem einzusetzen, die die auftretenden Kräfte während
des dynamischen Fahrbetriebs über größere Strecken aufnehmen.
Aus dem dynamischen Radlastverlauf wird ein Mittelwert
gebildet. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der große
Zeitaufwand, da der Auswert- und Justiervorgang mehrmals
wiederholt werden muß und so größere Streckenabschnitte belegt
werden. Somit sind Eingriffe in den normalen Fahrbetrieb
erforderlich. Weiterhin werden qualifizierte Fachkräfte
benötigt. Umwelteinflüsse wie Seitenwind verfälschen die
Meßergebnisse. Schließlich ist das Verfahren sehr störanfällig
infolge Nässe.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren
und eine dazu erforderliche Einrichtung anzugeben, bei dem die
Radlast der Magnetbahnschwebegestelle ohne die vorher genann
ten Nachteile einfach und genau bestimmt werden kann. Die Auf
gabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
gelöst. Vorteilhafte Aus- und/oder Weiterbildungen sind den
Unteransprüchen zu entnehmen. Erfindungsgemäß wird der Magnet
bahnfahrweg vollständig nachgebildet und das zu überprüfende
Schwebegestell oder das komplette Fahrzeug in dieser Nachbil
dung zur Messung gebracht. Diese Nachbildung ist grundsätzlich
wie ein Magnetbahnfahrweg aufgebaut. Die Führungsschiene des
nachgebildeten Magnetbahnfahrweges, an dem die Führungsrollen
entlanggleiten, sind erfindungsgemäß in Segmente aufgeteilt,
die jeweils über Hebel mit einer Kraftmeßeinrrichtung
verbunden sind. Dabei sind diese Segmente so aufgeteilt, daß
jeweils ein Führungsrollenpaar ein Segment berührt. Das
Schwebegestell wird belastet. Es gleicht die zusätzlichen
Kräfte durch eine Veränderung des Luftspalts aus. Die Kräfte,
die die Führungsrollenpaare dennoch auf die Fahrwegsegmente
ausüben, werden über Hebel zu jeweils einer Meßeinrichtung
übertragen und ausgewertet. Vorzugsweise wird das
Schwebegestell während der Messung in Fahrtrichtung verscho
ben. Somit wird ein möglicher Meßfehler durch ein Fließen des
Führungsrollenmaterials verhindert. Mit einem handelsüblichen
Wegaufnehmer wird der Verschiebeweg des Schwebegestells in der
Vorrichtung erfaßt, so daß eine Verknüpfung der Meßwerte mit
dem Ort möglich ist. Der aufgezeichnete Kraftverlauf aller
Meßstellen wird somit über dem Verschiebeweg dargestellt.
Durch Bestromen der Statoren können die Meßgrößen wie
Schubkraft und Rollenlast unter betriebsnahen Bedingungen
ermittelt werden. Diese Messung wird mit verschiedenen
Belastungen wiederholt.
Im folgenden wird eine besonders
bevorzugte Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher
erläutert. Fig. 1 zeigt ein Schwebegestell eines
Magnetbahnfahrzeuges. Fig. 2 zeigt das schematisierte zu über
prüfende Schwebegestell aus Fig. 1 in einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung. Fig. 3 zeigt einen Teilquerschnitt durch ein
Magnetbahnfahrzeug und den antriebsrelevanten Teilen des
Magnetbahnfahrweges mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Auf beiden Seiten des Schwebegestells 1 ist jeweils ein
Magnetträger 2 mit n Permanentmagneten 3 angebracht und über
Querträger 4 verbunden. Die Permanentmagnete 3 bewegen und
tragen zumindest teilweise das Schwebegestell 1 entlang des
Magnetbahnfahrwegs durch die in den Langstatoren 5 des
Magnetbahnfahrwegs erzeugten Wanderfelder fort. Zwischen den
beiden Querträgern 4 befindet sich in der Mitte die Lastwippe
7. Die Lastwippe 7 besteht aus den waagrechten Platten 12, den
doppelseitigen Querhebeln 10 und den Federn 11. Der nicht
dargestellte Nutzlastaufbau ist auf den waagerechten Platten
12 befestigt. Wenn sich das Schwebegestell 1 auf dem Ma
gnetbahnfahrweg oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung befin
det, berühren die oberen und unteren Vertikalführungsrollen 8
die horizontale Führungsleiste 6 bzw. die identisch aufgebau
ten Fahrwegsegmente 61. Die Fahrwegsegmente 61 sind erfin
dungsgemäß über Hebel, die vorteilhafterweise als Umlenkhebel
13 in dem Drehpunkt 14 gelagert sind, mit einem kraftmessenden
Instrument, vorzugsweise einer Kraftmeßdose 15 verbunden. Man
wählt vorzugsweise bei dem Umlenkhebel 13 ein Übersetzungsver
hältnis von 1:1, daß so die Vertikalrollen 8 wirkenden Kräfte
19 mit den Kraftmeßdosen 15 ohne Umrechung ermittelt werden
können. Sobald die Lastwippe 7 stärker belastet wird, werden
die Vertikalführungsrollen 8 über die Steuerhebel 9 nach unten
gedrückt, dadurch das Schwebegestell 1 angehoben und so der
Luftspalt zwischen den Magneten 3 und den Langstatoren 5
verringert. Somit wird die Tragkraft zwischen den Magneten 3
und den Langstatoren 5 erhöht. Bei einer Entlastung der
Lastwippe 7 läuft der Vorgang entsprechend umgekehrt ab. Der
Meßablauf kann mit unbestromten oder vorzugsweise bestromten
Langstatoren 5 vorgenommen werden. Bei unbestromten
Langstatoren 5 ziehen die Magnete die Statorbleche der
Langstatoren 5 an, wobei die auftretenden Kräfte bei
spielsweise nur ca. 80% der im Fahrbetrieb auftretenden
vertikalen Kräfte entsprechen. Deshalb wird vorteilhafterweise
durch Bestromung der Langstatoren ein dem Betrieb
entsprechendes vertikales Magnetfeld erzeugt. Im Fahrbetrieb
auf der Strecke werden die Langstatoren mit einer
Wechselspannung bestromt, wodurch ein Wanderfeld erzeugt wird.
Die Langstatoren 5 der erfindungsgemäßen Vorrichtung können
mit Wechselstrom oder vorteilhafterweise mit Gleichstrom
bestromt werden. Die Bestromung mit einer Gleichspannung
bewirkt ein stationäres Magnetfeld in den einzelnen
Statorsegmenten. Der magnetische Kraftvektor in vertikaler
Richtung entspricht in seiner Größe dem im Fahrbetrieb
vorhandenen vertikalen Kraftvektor. Wird das Schwebegestell
in die Vorrichtung gebracht, ohne daß zunächst die
Verschiebeeinrichtung 20 angeschlossen wird, so zentrieren
sich die Magnetfelder der Einzelmagnete 3 zu den Magnetfeldern
des Langstators 5 selbsttätig. (Betriebspunkt). Wird das
Schwebegestell 1 mit der Verschiebeeinrichtung 20 etwas
verschoben, so können über dem Wegaufnehmer 25 fortan alle
aufgezeichneten Meßgrößen dem Betriebspunkt zugeordnet werden.
Bei dieser Vorgehensweise wird ein möglicher Meßfehler durch
ein Fließen des Vulkolan-Laufbelags der Vertikalführungsrollen
8 vermieden. Man kann über einen Schub-Druckkraftaufnehmer,
der vorzugsweise in der Verschiebeeinrichtung 20 integriert
ist, eine entsprechende Messung vornehmen. Die Messung wird
mit verschiedenen Beladungszuständen wiederholt. Besonders
einfach kann man die verschiedenen Beladungszustände durch die
Belastungseinrichtungen 16 mit den Luftfederbälgen 17 dadurch
erreichen, daß der Luftdruck in den Luftfederbälgen 17
geändert wird und so die Belastung der Lastwippen 7 geändert
wird. Die Belastungsreinrichtung 16 ist z. B. vor
teilhafterweise mittels Rollen oder Rädern mit dem Vor
richtungsrahmen 21 in Verschieberichtung 22 frei beweglich
verbunden.
Auch wenn die vorliegenden Zeichnungen nur das Schwebegestell
1 eines Magnetbahnfahrzeuges und nicht das gesamte Magnetbahn
fahrzeug zeigen, ist selbstverständlich auch eine Überprüfung
der an den Vertikalrollen 8 auftretenden Kräfte 19 an den
vollständigen Magnetbahnfahrzeugen erfindungsgemäß ohne Demon
tage des Nutzlastaufbaus möglich. Die Belastungseinrichtung 16
muß dann so ausgeführt sein, daß das komplette Fahrzeug in ihr
Platz findet. Die Krafteinwirkung auf das Fahrzeug kann an
allen Stellen des Fahrzeugs oberhalb der waagerechten Platten
12 der Lastwippen 7 vorgenommen werden.
Claims (8)
1. Meßvorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der
statischen Kräfte, die an vertikalen Spurführungsrollen
(8) von Magnetbahnfahrzeugen auftreten, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Magnetbahnfahrweg vollständig mit
Langstatoren (5) und Vertikalführungsleisten (6)
nachgebildet wird, daß die Vertikalführungsleisten (6)
vollständig oder teilweise als Fahrwegsegmente (61) über
Hebel (13) mit kraftmessenden Einrichtungen (15)
verbunden sind, daß das zu überprüfende Magnetbahn
fahrzeug (1) auf die Nachbildung gebracht wird, daß das
zu überprüfende Magnetbahnfahrzeug (1) belastet wird,
daß die vertikalen Kräfte (19) gemessen werden, die die
Spurführungsrollen auf die Fahrwegsegmente (61) ausüben.
2. Meßvorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Langstatoren (5) ein dem
Fahrbetrieb entsprechendes vertikales Magnetfeld
erzeugen.
3. Meßverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das zu messende Fahrzeug (1) während des
Meßvorgangs in horizontaler Richtung (22) entlang der
Langstatoren (5) bewegt wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Hebel (13) in etwa einen rechten Winkel
bilden.
5. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung (15) aus
einer handelsüblichen Kraftmeßdose besteht.
6. Meßverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Fahrzeug (1) verschieden belastet
wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Magnetbahnfahrzeug (1) mittels einer
Belastungseinrichtung (16) belastet wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Belastungseinrichtung (16) Luftfederbälge (17)
enthält, die auf das Fahrzeug (1) durch den in ihnen
vorhandenen Luftdruck gepreßt werden.
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Also Published As
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