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Die
Erfindung betrifft einen Fahrweg der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Gattung.
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Fahrwege
in Beton- oder Stahlbauweise für Magnetschwebefahrzeuge
(z. B.
DE 34 04 061
C1 ,
DE-Z "Zeitschrift für Eisenbahn
und Verkehr, Glasers Annalen" 105, 1981, Nr. 7/8, Seiten
205 bis 215) enthalten eine Vielzahl von längs
einer Trasse aufeinander folgenden Trägern, an denen Ausrüstungsteile wie
z. B. Seitenführschienen, Gleitleisten und Statorpakete
montiert sind. Zur Befestigung der Ausrüstungsteile an
den Trägern dienen Befestigungsschrauben, die durch Bohrungen
in den Ausrüstungsteilen ragen, in Gewindebohrungen der
Träger eingedreht sind und mit ihren Köpfen an
den Ausrüstungsteilen anliegen.
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Eine
besondere Aufmerksamkeit erfordert die Befestigung der Statorpakete,
die Bestandteile eines dem Antrieb der Magnetschwebefahrzeuge dienenden
Langstator-Linearmotors bilden und in der Regel von unten her an
mit den Trägern verbundenen Statorträgern befestigt
sind. Im Falle des Versagens der Befestigungsschrauben können
sich die Statorpakete von den Statorträgern lösen
und herabfallen, was vermieden werden sollte.
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Zur
Vermeidung dieses Nachteils ist es üblich, jedes Statorpaket
mit wenigstens zwei so genannten Traversen zu versehen, die sich
quer zu den Statorpaketen erstrecken und mit Hilfe von je zwei Befestigungsschrauben
am betreffenden Statorträger befestigt werden. Um ein Versagen
der Befestigungsschrauben völlig auszuschließen,
müssten diese höchsten Qualitätsansprüchen
genügen, was bei der großen Anzahl von benötigten
Schrauben (z. B. einige Tausend pro Kilometer Fahrweg) unwirtschaftlich
wäre. Außerdem wäre es erforderlich,
die Befestigungsschrauben sicherheitshalber in kurzen Zeitabständen
zu überprüfen, was die Betriebskosten erheblich
erhöhen würde.
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Es
sind daher bereits Fahrwege der eingangs bezeichneten Gattung bekannt
geworden (z. B.
DE
39 28 278 C2 ,
DE
202 10 808 U1 ), die nicht nur redundante, sondern auch
diversitäre Befestigungssysteme für die Statorpakete
aufweisen. Diese Befestigungssysteme sind mit Sicherungsmitteln
versehen, die beim Versagen der Befestigungsschrauben wirksam werden,
indem sie zwar einen definierten Versatz der Traversen- von z. B.
1 mm bis 2 mm relativ zum betreffenden Statorträger zulassen,
ein vollständiges Lösen der Statorpakete vom Statorträger jedoch
sicher verhindern. Die Größe des Versatzes ist
in vorteilhafter Weise so gewählt, dass einerseits der
Fahrbetrieb zumindest kurzzeitig aufrecht erhalten werden kann,
andererseits der Versatz nicht nur sichtbar ist, sondern auch mit
Hilfe von in den Magnetschwebefahrzeugen installierten Abstandsensoren
od. dgl. automatisch erfasst und an das allgemeine Betriebsleitsystem
gemeldet werden kann.
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Als
Sicherungsmittel dieser Art sind z. B. am Träger angebrachte
Ausnehmungen und in diese mit einem vorgewählten Spiel
eingreifende Ansätze bekannt (
DE 39 28 278 C2 ). Diese
Ansätze können sich beim Versagen der Befestigungsschrauben
und beim dadurch bewirkten Abfallen der Traversen nur um das vorgewählte
Spiel in den Ausnehmungen verschieben, worauf sie an den die Ausnehmungen
umgebenden Wandungen zur Anlage kommen und die Traversen dadurch
vor einem weitergehenden Abfall bewahren. Alternativ ist es bekannt,
die Traversen an ihren den Statorträgern zugewandten Oberseiten
mit schwalbenschwanz- oder T-förmigen Querschnitten zu
versehen und mit einem vorgewählten Spiel in entsprechend
ausgebildeten Nuten anzuordnen, die in den Unterseiten der Statorträger
ausgebildet sind (z. B.
DE
202 10 808 U1 ). Bei einem etwaigen Versagen von Befestigungsschrauben
können die Traversen maximal um das vorgegebene Spiel in
den Nuten absinken, wodurch das Versagen der Befestigungsschrauben
allerdings erkennbar und messbar wird.
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Die
bisher für diese Zwecke vorgeschlagenen Sicherungsmittel
erfordern einen hohen Fertigungs- und Montageaufwand und behindern
teilweise auch einen einfachen Ein- und Ausbau der Statorpakete.
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Ausgehend
davon besteht das technische Problem der vorliegenden Erfindung
darin, den Fahrweg der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden,
dass die Sicherungsmittel einfacher herstellbar sind und ihre Montage
vereinfacht wird.
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Gelöst
wird dieses Problem erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1.
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Durch
die Erfindung ist es möglich, sowohl für die Befestigung
der Traversen an den Statorträgern als auch für
die Herstellung der beschriebenen Sicherungen übliche Befestigungsschrauben
zu verwenden. Dort, wo eine Sicherung vorgesehen werden soll, wird
lediglich eine zusätzliche Distanzhülse benötigt,
was den auf die Sicherungsmittel entfallenden Anteil der Herstellungskosten
stark reduziert. Außerdem können alle Befestigungsschrauben
in derselben Weise mit dem Statorträger verbunden werden,
so dass auch die Montage der Statorpakete wesentlich vereinfacht
ist.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 in
einer perspektivischen Darstellung ein übliches Statorpaket
für den Fahrweg eines Magnetschwebefahrzeugs;
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2 einen
Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel
eines mit einem erfindungsgemäßen Sicherungsmittel
versehenen Fahrwegabschnitts für ein Magnetschwebefahrzeug;
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3 eine
stark vergrößerte Einzelheit X der 2;
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4 und 5 Schnitte
längs der Linien IV-IV und V-V der 2 in Verbindung
mit einem Träger des Fahrwegs;
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6 und 7 zwei
der 2 entsprechende Ansichten durch zwei weitere mit
den erfindungsgemäßen Sicherungsmitteln versehene
Fahrwegabschnitte für ein Magnetschwebefahrzeug; und
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8 einen
den 4 und 5 entsprechenden Schnitt durch
einen Fahrwegabschnitt für ein Magnetschwebefahrzeug, wobei
das erfindungsgemäße Sicherungsmittel in einer
gegenüber 2 bis 7 anderen
Weise angeordnet ist.
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Die
Fahrwege von Magnetschwebefahrzeugen, die mit einem Langstator-Linearmotor
angetrieben werden, sind in einer Fahrtrichtung, die allgemein als
eine Parallele zur x-Achse eines gedachten Koordinatensystems definiert
wird, mit einer Vielzahl von hintereinander angeordneten, aus Blechen
zusammengesetzten Statorpaketen 1 versehen. Die x-Richtung
gibt gleichzeitig die Längsrichtung einer gedachten Trasse
an, längs welcher der Fahrweg verlegt ist. Die Statorpakete 1 sind
z. B. 1 m oder 2 m lang und weisen an ihrer Unterseite in einem
vorgewählten Rasterabstand abwechselnd Zähne 2 und Nuten 3 auf,
die zur Aufnahme üblicher, nicht dargestellter Motorwicklungen
dienen. An ihrer Oberseite sind die Statorpakete 1 mit
Nutsteinen oder Traversen 4 fest verbunden, die sich parallel
zur y-Richtung des gedachten Koordinatensystems erstrecken. Diese
Traversen 4 sind an ihren beiden Enden mit über die
Statorpakete 1 hinausragenden Kopfstücken 4a versehen,
die Durchgänge 5 aufweisen. Diese Durchgänge 5 dienen
zur Aufnahme von Befestigungsschrauben und erstrecken sich im montierten Zustand
der Traversen 4 im Wesentlichen parallel zur z-Richtung des
gedachten Koordinatensystems.
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Statorpakete
dieser Art sind unter anderem aus der Druckschrift
DE 197 03 497 A1 bekannt,
und ihre Befestigung an einem Fahrweg ergibt sich z. B. aus den
bereits eingangs genannten Druckschriften
DE 39 38 278 C2 und
DE 202 10 808 U1 .
Alle diese Druckschriften werden hiermit zur Vermeidung von Wiederholungen
durch Referenz auf sie zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung
gemacht.
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Ein
erfindungsgemäßes, redundantes und diversitäres,
derzeit für am besten gehaltenes Befestigungssystem für
die Statorpakete 1 ist in 2 bis 5 dargestellt.
Danach ist der Fahrweg aus einer Mehrzahl von Trägern 6 (4 und 5)
aus Beton zusammengesetzt, die seitlich abstehende, in y-Richtung
erstreckte Kragarme 7 aufweisen, die spiegelsymmetrisch
zu einer in z-Richtung erstreckten Mittelebene 8 angeordnet
sind. Da die Anordnung auf beiden Seiten der Mittelebene 8 gleich
ist, zeigen 4 und 5 nur einen
der beiden Kragarme 7.
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In
die aus Beton bestehenden Kragarme 7 sind einzelne, aus
Stahl bestehende, nachfolgend als Statorträger bezeichnete
Anschlusskörper oder Einsätze 9 fest
eingebaut. Diese Statorträger 9 weisen im Ausführungsbeispiel
an unteren, aus den Kragarmen herausragende Enden erste Anschlagflächen 10 auf,
die mit durch Computer gesteuerten Werkzeugen, insbesondere Fräswerkzeugen,
exakt und so bearbeitet sind, wie es der Verlauf der jeweiligen Trasse
erfordert. Insbesondere liegen die ersten Anschlagflächen 10 von
so vielen Einsätzen 9 in einer gemeinsamen Ebene,
wie Traversen 4 an den Statorpaketen 1 vorhanden
sind. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass jedes
Statorpaket 1 drei Traversen 4 aufweist, die in
Fahrt- bzw. x-Richtung voneinander beabstandet sind. Mit entsprechenden
Abständen sind die Statorträger 9 in
den Kragarmen 7 angeordnet, wobei jeder Statorträger 9 in
y-Richtung eine der Länge der Traversen 4 entsprechende
Länge aufweist, wie 4 und 5 zeigen.
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Die
Traversen 4 weisen an ihren Oberseiten, insbesondere im
Bereich ihrer Kopf stücke 4a, zweite, ebenfalls
ebene Anschlagflächen 4b (1) auf. Diese
werden bei der Montage des Fahrwegs gegen die ersten Anschlagflächen 10 der
Statorträger 9 gelegt, wobei die Anordnung so
gewählt ist, dass sich beim Anliegen der Traversen 4 an
den Anschlagflächen 10 automatisch die richtige
Lage für das betreffende Statorpaket 1 im Raum
ergibt.
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Die
Befestigung der Traversen 4 und damit auch der Statorpakete 1 an
den Statorträgern 9 erfolgt mit Hilfe von ersten
Befestigungsschrauben 11. Diese werden durch die in den
Kopfstücken 4a der Traversen 4 ausgebildeten
Durchgänge 5 gesteckt und in Gewindebohrungen 12 (4)
eingedreht, die in den Statorträgern 9 ausgebildet
sind. Köpfe 11a der Befestigungsschrauben 11 legen
sich dadurch von unten her an die Traversen 4 an. Im Übrigen
werden die Befestigungsschrauben 11 mit der erforderlichen
Vorspannung in die Gewindebohrungen 12 eingedreht.
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Erfindungsgemäß sind
den Statorpaketen 1 bzw. ausgewählten Traversen 5 davon
Sicherungsmittel zugeordnet, die Distanzhülsen 14 und
zweite Befestigungsschrauben 15 (3 und 5)
enthalten. Diese ausgewählten Traversen sind in 2 bis 5 mit
dem Bezugszeichen 16 bezeichnet. Die Distanzhülsen 14 werden
in die Durchgänge 5 dieser ausgewählten
Traversen 16 eingesetzt und haben in der z-Richtung eine
axiale Länge L (3),
die größer als eine Dicke D der Traversen 16 an den mit
den Durchgängen 5 versehenen Stellen ist. Die
Montage erfolgt derart, dass zunächst die Distanzhülsen 14 in die
Durchgänge 5 der Traverse 16 eingesetzt
und dann die zweiten Befestigungsschrauben 15 eingeführt
und in die Gewindebohrungen 12 des zugehörigen
Statorträgers 9 eingedreht werden. Dadurch legen
sich die Distanzhülsen 14 mit ersten, in 3 oberen
Enden an die Anschlagflächen 10 der Statorträger 9 an,
während sich ihre zweiten, in 3 unteren
Enden an Köpfen 15a der zweiten Befestigungsschrauben 15 abstützen.
Die Maße L und D werden vorzugsweise so gewählt,
dass sich im montierten Zustand eine Differenz A (3) ergibt,
die den Versatz bzw. das Maß festlegt, um das eine nur mit
den zweiten Befestigungsschrauben 15 montierte und die
gleiche Dicke D aufweisende
Traverse 4 nach unten absinken kann. Ein völliges
Abfallen dieser Traverse 4 wird durch die Köpfe 15a verhindert, deren
Querschnitte größer sind, als den Außenquerschnitten
der Distanzhülsen 14 entspricht, so dass sie mit
die Distanzhülen 14 radial überragenden
Abschnitten je eine Auflagefläche 17 für
etwa absinkende Traversen 16 bilden. Die die Distanzhülsen 14 überragenden
Abschnitte können natürlich auch ganz oder teilweise
aus zwischen den Distanzhülsen 14 und den Köpfen 15a angeordneten
Unterlegscheiben bestehen.
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Wie
insbesondere 2, 4 und 5 zeigen,
ist beim beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen,
dass jedes Statorpaket 1 mit drei Traversen 4 bzw. 16 versehen
ist, wobei zwei äußere Traversen mit den ersten
Befestigungsschrauben 11 am jeweiligen Statorträger 9 befestigt
sind, wohingegen eine mittlere Traverse 16 lediglich dadurch
in Anlage mit der Anschlagfläche 10 dieses Statorträgers 9 gehalten
ist, dass die Statorpakete 1 in x-Richtung im Wesentlichen
biegesteif sind, so dass beim Anliegen der äußeren
Traversen 4 an der Anschlagfläche 10 auch
die mittlere Traverse 16 an der zugehörigen Anschlagfläche 10 anliegt.
Versagen jedoch die ersten Befestigungsschrauben 11 der
einen oder anderen äußeren Traverse 4,
dann wird die betreffende Traverse 4 in z-Richtung nach
unten abfallen, bis die mittlere Traverse 16 auf dem Schraubenkopf 15a aufliegt
und einen weiteren Abfall des gesamten Statorpakets 1 verhindert.
Das Maß A ist so groß gewählt, dass
der sich ergebende Versatz zwischen einer abgefallenen Traverse 4 und
einer ordnungsgemäß montierten Traverse 4 eines
nachfolgenden Statorpakets 1 ausreicht, um visuell erkannt
und/oder mit geeigneten Sensoren automatisch gemessen zu werden.
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Im Übrigen
erstrecken sich alle Befestigungsschrauben 11 und 15 und
die zugehörigen Durchgänge 5 und Gewindebohrungen 12 im
montierten Zustand der Statorpakete 1 vorzugsweise im Wesentlichen
parallel zur z-Achse und/oder senkrecht zu den ersten Anschlagflächen 10.
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Das
anhand der 2 bis 5 beschriebene
Sicherungsprinzip kann unabhängig von Art des verwendeten
Trägers 6 und der an diesem vorgesehenen Statorträger 9 angewendet
werden. 6 zeigt beispielsweise eine
Variante, bei welcher aus Beton bestehende Kragarme 18 selbst
als Statorträger ausgebildet sind, die sich in x-Richtung über
die Länge der zugehörigen Träger erstrecken
und im Gegensatz zu den aus einzelnen Einsätzen 9 zusammengesetzten
Statorträgern nach 2 bis 5 einteilig
anstatt mehrteilig ausgebildet sind. Im Gegensatz zu 2 bis 5 sind
daher hier Unterseiten 18a der Kragarme 18 als
Anschlagflächen ausgebildet und zumindest dort, wo die
Traversen 4, 16 zu liegen kommen, entsprechend
der gewünschten Trasse durch Fräsen od. dgl. so
bearbeitet, dass die Statorpakete 1 nach der Befestigung
mittels der Befestigungsschrauben 11 automatisch die richtige Lage
im Raum einnehmen. Einsätze 19 aus Stahl, die
in die Kragarme 18 eingebaut sind, dienen hier lediglich
der Befestigung der Befestigungsschrauben 11 und 15.
Die Einsätze 19 sind dazu mit geeigneten Gewindebohrungen 20 versehen,
die sich an die Kragarme 18 durchragende, bis zur Unterseite 18a führende
Bohrungen für die Schäfte der Befestigungsschrauben 11, 15 anschließen.
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Um
zu vermeiden, dass sich die vergleichsweise schmalen Stirnflächen
der Distanzhülsen 14 beim Festziehen der Befestigungsschrauben 15 in die
aus Beton bestehende Unterseite 18a eingraben, werden zwischen
dieser Unterseite 18a und den Traversen 4, 16 bzw.
Hülsen 14 vorzugsweise zusätzliche Unterlegscheiben 21 angeordnet.
Alternativ wäre es möglich, die vergleichsweise
großflächigen äußeren Traversen 4 ohne
derartige Unterlegscheiben 21 zu montieren, in welchen
Fall sie allerdings eine um die Dicke der Unterlegscheiben 21 vergrößerte
Dicke aufweisen sollten.
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Eine
weitere, aus 7 ersichtliche Variante der
Erfindung enthält einen nicht dargestellten Träger aus
Stahl, der einen über dessen ganze Länge erstreckten,
einteiligen, ebenfalls aus Stahl bestehenden und an seiner Unterseite 22a entsprechend
der Trasse bearbeiteten Statorträger 22 aufweist.
Alternativ kann der Statorträger 22 auch einzelne,
von der Unterseite 22a her eingearbeitete Ausnehmungen 23 aufweisen,
an deren Böden sich die Traversen 4, 16 und
Distanzhülsen 14 abstützen. In diesem
Fall müssen nur die Böden der Ausnehmungen 23 trassengerecht
bearbeitet werden.
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Im
Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen
zeigt 7 auch, dass der Statorträger 22 mit
durchgehenden Bohrungen für die Befestigungsschrauben 11 und 15 versehen
ist. Aus dem Statorträger 22 nach oben herausragende Gewindeabschnitte
der Befestigungsschrauben 11, 15 dienen in diesem
Fall zum Aufdrehen von Muttern 24, mittels derer die Befestigungsschrauben 11, 15 geeignet
vorgespannt werden.
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Während
bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen
ist, die Sicherungsmittel 14, 15 einer mittleren,
nicht der Befestigung der Statorpakete 1 dienenden Traverse 16 zuzuordnen, zeigt 8 eine
Traverse 25, die sowohl der Befestigung als auch der Sicherung
dient. Die Traverse 25 ist z. B. in y-Richtung zumindest
so lang, dass sie zusätzlich zu den anhand der 2 bis 5 beschriebenen,
ersten Befestigungsschrauben 11 noch mit wenigstens einem
weiteren Durchgang, vorzugsweise mit zwei weiteren Durchgängen
für zweite Befestigungsschrauben 15 versehen werden
kann. Wie 8 zeigt, liegen alle diese Durchgänge
z. B. in y-Richtung hintereinander. Die beiden äußeren Durchgänge
nehmen die Distanzhülsen 14 und die Befestigungsschrauben 15 auf,
während die beiden inneren Durchgänge nur die
Befestigungsschrauben 11 aufnehmen. Dadurch ist es z. B.
möglich, jedes Statorpaket 1 nur mit zwei Traversen 25 am
Statorträger 9 zu befestigen und beide Traversen 25 entsprechend 8 auszubilden,
da beim Versagen der ersten Befestigungsschrauben 11 jede
Traverse 25 nur um ein von den Schraubenköpfen 15a definiertes Maß abfallen
kann.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass die für das
Sicherungsmittel verwendeten Befestigungsschrauben 15 dieselben
Abmessungen wie die ersten Befestigungsschrauben 11 haben
können, da die Längendifferenz A (3) insoweit
unbedeutend ist. Ferner ist es möglich, auch die zweiten Befestigungsschrauben 15 mit
einer gewählten Vorspannung anzubringen, selbst wenn sie
beim normalen Betrieb praktisch unbelastet sind. Schließlich
ist sowohl die Herstellung als auch die Montage der Befestigungs-
und Sicherungsmittel äußerst einfach, da keine
besonderen Maßnahmen wie z. B. T-förmige Nuten,
zusätzliche Sicherungsansätze od. dgl. vorgesehen
und bei der Montage beachtet werden brauchen.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, die auf vielfache Weise angewandet werden können.
Zunächst ist klar, dass die Zahl der pro Statorpaket 1 verwendeten
Traversen 4, 16 oder 25 weitgehend beliebig
wählbar ist. Auch die Zahl der ersten und/oder zweiten
Befestigungsschrauben 11, 15 pro Traverse 4, 16, 25 ist weitgehend
frei wählbar. Weiterhin können andere als die
beschriebenen Statorträger verwendet werden. Insbesondere
kann es sich im Einzelfall um in x-Richtung durchgehende Statorträger
(6 und 7) oder auch um einzelne, in
x-Richtung beabstandete Statorträger (2)
handeln, die nur dort vorhanden sind, wo eine Traverse befestigt
oder angelegt werden soll. Außerdem brauchen sich die Statorträger
nicht über die ganze, in y-Richtung gemessene Länge
der Traversen erstrecken, wie z. B. 4, 5 und 8 zeigen.
Vielmehr wäre es möglich, am Ort jeder Traverse
mehrere Einsätze vorzusehen oder sogar jeder einzelnen
Befestigungs- oder Sicherungsschraube einen eigenen Einsatz 9 zuzuordnen.
Weiter versteht sich, dass diejenigen Durchgänge in den
Traversen, die von den Distanzhülsen 14 durchragt
werden, vorzugsweise einen ausreichend größeren
Innendurchmesser aufweisen sollten, als Durchgänge, die
nur die Befestigungsschrauben 11 aufnehmen, damit Distanzhülsen 14 mit
einer für die erforderliche Kraftübertragung ausreichend
großen Wandstärke verwendet werden können.
Weiter können die Distanzhülsen 14 und
die zweiten Befestigungsschrauben 15 natürlich an
anderen geeigneten Stellen der Traversen angeordnet werden, als
in den Zeichnungen dargestellt ist. Schließlich versteht
sich, dass die verschiedenen Merkmale auch in anderen als in den
beschriebenen und dargestellten Kombinationen angewendet werden
können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3404061
C1 [0002]
- - DE 3928278 C2 [0005, 0006]
- - DE 20210808 U1 [0005, 0006, 0020]
- - DE 19703497 A1 [0020]
- - DE 3938278 C2 [0020]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - DE-Z ”Zeitschrift
für Eisenbahn und Verkehr, Glasers Annalen” 105,
1981, Nr. 7/8, Seiten 205 bis 215 [0002]