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Elektromagnetische Schwebeführung für ein trassengebundenes Fahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Schwebeführung für ein trassengebundenes
Fahrzeug mit zumindest einer auf dem Fahrzeug angeordneten Supraleiter-Magnetisierungseinrichtung.
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Im Bahnbetrieb kommt der magnetischen Schwebeführung eines Fahrzeuges
auf einer Trasse in jüngster Zeit dadurch größere Bedeutung zu, daß sich bei dem
Bemühen, die Geschwindigkeit der Triebfahrzeuge wesentlich zu erhöhen, oberhalb
ca.
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350 km/h Grenzen aufzeigen, die mit der herkömmlichen Paarung Rad-Schiene
nicht mehr zu überwinden sind.
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Es ist daher schon versucht worden, die Fahrzeuge entlang einer Trasse
durch Schwebehaltung zu führen. Neben einer Buftkissenschwebehaltung sind vor allem
auch magnetische Schwebeführungen bekanntgeworden. Eine erste Lösung benutzt dazu
Dauermagnete. In den üblichen permanentmagnetischen Körpern entstehen jedoch durch
die Relativbewegung zwischen den auf dem Fahrzeug befindlichen und auf der Fahrbahn
angeordneten Magneten große Verluste aufgrund von Wirbelströmen. Diese Verluste
können dadurch herabgesetzt werden, daß als Permanentmagnete Ferritkörper verwendet
werden. Hierdurch wird jedoch die Hubkraft etwa um den Faktor 20 reduziert, da die
Sättigungsinduktion etwa 4 bis 5 mal kleiner ist im Vergleich zu der von Permanentmagneten.
Es wäre daher erforderlich, große Flächen der Fahrbahn mit Ferritmagneten zu belegen,
um die erforderliche Hubkraft zu erreichen.
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Die bei einer anderen Lösung bekanntgewordene Verwendung von Elektromagneten
läßt nur geringe Luftspalte zwischen der ferromagnetischen Fahrbahnschiene der Trasse
und dem Erregersystem des Fahrzeugs zu. Dieser geringe luftspalt kann bei den während
der Fahrt auftretenden Stoßbelastungen und sonstigen Bewegungen nur durch eine aufwendige
Regel ein richtung eingehalten werden. Bei dem ferner bekanntgewordenen elektrodynamischen
Verfahren (Zeitschrift "Die Bundesbahn" 12/1968, Seite 453) sind zur Schwebeführung
am Fahrzeug stromdurchflossene Supraleiter-Spulen angeordnet, die mit geschlossenen
Leiterschleifen auf der Trasse zusammenwirken.
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Dieses System hat den Nachteil, daß eine Schwebung nur erreichbar
ist, wenn das ransportmittel eine Mindestgeschwindigkeit überschritten hat.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein trassengebundenes Fahrzeug
der eingangs genannten Art bei Erzielung einer großen Schwebehöhe (Abstand zwischen
Erregersystem des Fahrzeugs und dem System der Fahrbahn) eine Schwebeführung mit
möglichst einfachen Mitteln sowohl im Stillstand als auch bei Bewegung des Fahrzeuges
zu erreichen. Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch,
daß in der Trasse mit dem magnetischen Gleichfeld der Supraleiter-Magnetisierungseinrichtung
in Wirkverbindung stehende gleichstromdurchflossene Zweiter als Spurführungs- und
Tragschienen angeordnet sind derart, daß das Fahrzeug in Schwebeführung gehalten
ist. Eine derartige Anordnung erlaubt auf einfache Weise eine berührungslose Distanzhaltung
des Fahrzeuges bei großer Schwebehöhe sowohl bei Bewegung als auch im Stillstand
des Fahrzeuges, ohne daß beispielsweise zusätzliche mechanische Mittel, wie Distanzrollen,
notwendig sind, auf denen das Fahrzeug an Haltepunkten auf der Trasse ruhen kann.
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Der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Schwebeführung
kann dadurch erhöht werden, daß - in Fahrtrichtung gesehen - die seitlich des Fahrzeuges
in der Trasse angeordnetenSpurführungs- und Tragschienen nur jeweils abschnittsweise
im Bereich des Fahrzeuges einschaltbar und von einer Gleichstromquelle speisbar
sind. Dabei erfolgt zweckmäßigerweise die Einschaltung der Spurführungs- und Tragschienen
im Bereich des Fahrzeuges jeweils durch das Fahrzeug selbst mittels auf dem Fahrzeug
angeordneter Sender und an der Trasse vorgesehener zugeordneter Empfängereinrichtungen.
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Eine besonders einfache abschnittsweise Speisung der SpurfUhrungs-
und Tragschienen kann dadurch erzielt werden, daß die Spurführungs- und Tragschienen
unter Verwendung quer zur Trassenrichtung verlaufender Verbindungsleiter abschnittsweise
zu Spurführungs- und Tragschienen-Stromschleifen zusammenschaltbar sind, wobei in
vorteilhafter Weise eine selbsttätige Abschaltung durchfahrener Schienenabschnitte
dadurch möglich ist, da im Zuge eines Verbindungsleiters jeder Stromschleife ein
elektronischer Schalter, insbesondere ein Thyristor, vorgesehen ist.
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Eine zweckmäßige Zuordnung der Tragschienen und Spurfuhrungsschienen
zum Supraleiter des Fahrzeuges ergibt sich, wenn zu beiden Seiten der Trasse seitlich
eines jeweils an jeder der beiden Außenlängsseiten des Fahrzeuges sich erstreckenden
Wicklungsteils des Supraleiters zumindest zwei in Gegenstromrichtung zu diesem stromdurchflossene
Spurführungsschienen und unterhalb dieser Wicklungsteile ebenfalls jeweils zumindest
zwei in Gegenstromrichtung durchflossene Tragschienen angeordnet sind. Nach einer
weiteren Ausgestaltung
der Erfindung ist eine Anordnung mit zwei
Supraleiter-Magnetisierungseinrichtungen dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Fahrzeug
zumindest eine erste den Tragschienen zugeordnete Supraleiter-Magnetisierungseinrichtung
und eine zweite den Spurfuhrungsschienen zugeordnete Supraleiter-Magnetisierungseinrichtung
vorgesehen ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsbeispiele der
Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen
Fig. 1 die erfindungsgemäße Beförderungseinrichtung, Fig. 2 den Stromfluß in den
hintereinandergeschalteten Spurführungs- und Tragschienenabschnitten bei Passieren
eines Fahrzeuges, Fig. 3 die geänderte Stromflußverteilung von Fig. 2 bei sich in
Fahrtrichtung fortbewegenden Fahrzeug, Fig. 4 eine besondere Ausführung der zu kurzschließbaren
Stromschleifen zusammenschaltbaren Spurführungs- und Stromschienen und der Einspeisung
dieser Stromschleifen.
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Fig. 5 eine Ergänzung zur Schaltung nach Fig. 4, Fig. 6 eine spezielle
Ausbildung des Spurführungs- und Tragschienensystems und dessen Zuordnung züm Magnetsystem
des Fahrzeuges, Fig. 7 eine andere Ausbildung des Spurführungs- und Tragschienensystems,
Fig. 8 eine weitere Ausbildung des Spurführungs- und Tragschienensystems.
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Pag. 9 eine weitere Ausbildung des Spurführungs- und Tragschienensystems.
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Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf die Trasse mit den dazugehörigen Stromleitern
und den Spannungsspeise- und Regelein richtungen. Zur klareren-Darstellung ist im
oberen Figurenteil die Anordnung lediglich zweier Ankerwicklungsstromschleifen 1,
2 gezeigt, die sich mit gleichem Abstand zueinander über die gesamte Trasse verteilen.
Weiterhin ist vereinfacht nur jeweils eine Speise- und Regeleinrichtung für das
Spurführungs- und Tragschienensystem einerseits sowie das Ankerwicklungssystem andererseits
näher erläutert, im übrigen sind die Einspeisungen an den dafür vorgesehenen Stellen
nur jeweils durch ihre Zuführungen angedeutet.
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Zu beiden Seiten der Fahrzeugeinheit 8, die aus drei Einzelfahrzeugen
8a, 8b, 8c mit je einem eigenen SupraleiterS magnetsystem 7 besteht, sind entlang
des Fahrweges zweckmäßigerweise selektiv einzuspeisende und gegeneinander isolierte
Spurführungs- und Tragschienen 4, 5, 6, 7 angeordnet.
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In vorteilhafter Weise sind die Spurführungs- und Tragschienen 4 bis
7 untcr Verwendung quer zur Trassenrichtung verlaufender Verbindungsleiter 9, 10,
11 zu Spurführungs-und Tragschienen-Stromschleifen I, II, III zusamnenschaltbar,
wobei nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung in jedem der Verbindungsleiter
9 bis 11 je ein elektronischer Schalter (Thyristor 12 bis 14) angeordnet ist, der
jeweils durch einen entgegen der Hauptstromrichtung fließenden Strom gelöscht werden
kann. Zur Notabschaltung bei Betriebsstörungen und zur Anfahrschaltung ist jedem
Thyristor 12 bis 14 noch ein relaisbetätigter mechanischer Schalter 15, 16 17 vorgeschaltet.
Die jeweils mit einem gemeinsamen Bezugszeichen gekennzeichneten und sich entsprechenden
Einrichzungen der selektiv einspeisbaren Stromschienen sind einander
baugleich,
können jedoch unabhangig voneinander betätigt werden. In an sich bekannter Weise
sind außerdem größere Streckenabschnitte durch z.B. alle 10 km angebracht Streckentrenner
18, 19 voneinander trennbar.
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Der dargestellte-Streckenabschnitt ist unterteilt in jeweils 200 m
lange Spurführungs- und Tragschienenabschnitte I, II, III, die hintereinandergeschaltet
sind.
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In der Mitte jedes zweiten Abschnittes werden zweckmäßigerweise Einspeisepunkte
vorgesehen, von denen jeder jeweils mit einer Spannungsversorgungseinrichtung entlang
der Strecke verbunden ist. Eine Spannungsversorgungsein.-richtung U1 mit der Einspeisung
im Streckenabschnitt I ist in der Zeichnung näher dargestellt; die ncichstfolgende
Einspeisung erfolgt im Abschnitt III.
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Die Fahrzeugeinheit 8 besteht aus drei Einzelfahrzeugen 8a, 8b, 8c
von je 20 m Länge. Auf jedem einzelncn Pahrzeug wird durch eine Supraleiter-Magnetisierungseinrichtung
ein Magnetfeld erzeugt, das sich möglichst über die gesamte Fahrzeugbreite und über
die Hälfte der Fahrzeuglänge symmetrisch von der Mitte des Fahrzeuges aus gerechnet
nach vorn und hinten erstreckt, so daß sich bei der angenormenen Fahrzeugeinheitlänge
insgesamt je drei 10 m lange Magnetfelder mit je einem Lückenabstand 10 m zueinander
ergeben. Je ein Wicklungsteil der Supraleiter-Spule verläuft in Fahrtrichtung entlang
je einer Wagenkastenseite.
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In zweckmäßiger Weise haben bei diesen vorausgesetzten Maßangaben
die Ankerstromschleifen 1, 2 einen gegenseitigen Abstand von 50 m und ist bei einer
einzelnen Stromschleife der vordere Wicklungsteil - in Fahrtrichtung
geschen
- vom hinteren Wicklungsteil 10 m entfernt angeordnet. Insbesondere bei Schnellbahnen
und im elektrischen Nahverkehr, bei denen fertige Zuggarnituren aus Fahrzeugoi1ib.eiten
rnit bestimmter Mindestlänge zusammengesetzt sind, brauchen also die Ankerwicklungsstromschleifen
1, 2 entsprechend dem Aufbau der kleinsten Fahrzeug einheit nicht unmittelbar aufeinanderfolgend
aneinandergereiht werden. Jede Ankerwicklungsstromschleife ist an eine Spannungsversorgungseinrichtung
u1, u2 ... anschließbar, von denen in der Zeichnung wiederum nur zwei einzelne Einrichtungen
näher dargestellt sind. Zweckmäßigerweise sind jeweils nur die im Bereich eines
Fahrzeuges bzw.
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einer Fahrzeugeinbeit befindlichen Ankerwicklungs-Stromschleifen eingeschaltet
und gespeist.
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Die Spannungsversorgungseinrichtungen U1, U2, U3 der Spurführungs-
und Tragschienen 4 bis 7 sind über Geber 20, 21, 22 . . insbesondere magnetische
Feldplatten , diesen nachgeschalteten Auswertegliedern 27 und einer Regeleinrichtung
28; die Spannungsversorgungseinrichtungen ul, u2 der Ankerstromwicklungen 1,2 jeweils
über Geber 23, 24 zu Beginn und Ende derAnkerwicklung 1; 25, 26 zu Beginn und Ende
der Ankerwicklung 2, diesen nachgeschalteten Auswertegliedern 29 und Regeleinrichtungen
30 in Schaltabhängigkeit gestellt vom Magnetfeld des Fahrzeuges 8 und dessen räumlicher
Lage entlang der Trasse in Bezug auf die Stellung in einem Abschnitt der Spurführungs-
und Tragschienen 4 bis 7 bzw. zu einer Ankersehleife 1 bzw. 2.
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Zusätzlich zu den Wirkverbindungen zwischen den Auswertegliedern 27
der Spurführungs- und Tragschienen. und der Regeleinrichtungen 28 ist eine solche
von den Auswertegliedern 27 zu den mechanischen, relaisbetätigten Schaltern 15 bis
17 vorhanden.
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Die Spannungsversorgungseinrichtungen U1, U2 ... bzw.
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ul, u2 ... sind eingangsseitig an ein lrehstromnetz R, S, T angeschlossen.
Die Spannungsversorgungseinrichtung Ul, U2 ... der Spurführungs und Tragschienen
4 bis 7 enthalten für jedes selektive einzuspeisende System jeweils einen Transformator,
einen nachgeschalteten, in Wirkabhängigkeit mit der Regeleinrichtung 28 stehenden
spannungssteuerbares Element und eine Drehstrom-Diodenbrückenschaltung. Die Spannungsvers
orgungs einrichtungen ul, u2 ... der Ankerstromschleifen 1, 2 bestehen aus je einem
spannungstransformierendem Element, dem eine steuerbare Dioden-Doppelbrückenschaltung
nachgeschaltet ist.
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An den Spurfütlrunge- und Tragschienen 4 bis 7 sowie an den Ankerwicklungs-Stromschleifen
f, 2 sind zusätzlich Strommeßeinrichtungen 31, 32, 33 ... sowie 34, 35 vorgesehen,
die gleichfalls mit den Auswertegliedern 27 sowie 29 in Wirkverbindung stehen.
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Fig. 2 und Fig. 3 zeigen den Stromfluß in den hintereinandergeschalteten
Abschnitten I, II, III bei jeweils verschieden angenommenen räumlichen Stellungen
der Fahrzeuge entlang der Trasse. Im Unterschied zum Spurführungs- und Tragschienensystem
nach Fig. 1 ist dabei einerseits an jeder Trassenseite jeweils nur ein Speisepunkt
je Abschnitt vorgeschen und @ndererseits besteht jede Spurführungs- und Tragschienenstromschleife
aus mehreren Windungen.
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Eine besondere Ausführung der zu kurzschließbaren Stromschleifen I,
II, III zusammenschaltbaren Spurführungs-und Stromschienen 4,6 und der Einspeisung
dieser Stromschleifen I, II, III ist gemaß Fig. 4 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
eine Spurführungs- und Tragschiene 6 jeweils in einer Stromschleife I, II; III
in
Reihe mit den Ausgangsklemmen 71, 72; 81, 82; 91, 92 jeder Gleichrichterbrückenschaltung
70; 80; 90; der Spannungsversorgungseinrichtung U1; U2; U3 für die jeweilige Stromschleife
I; II; III geschaltet ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung ist zusätzlich im Zuge
jedes Verc bindungsleiters 73; 83; 93 gemäß Fig. 5 ein zusätzliches in Abhängigkeit
von der Fahrzeugstellung zur j-eweiligen Spurführungs- und Tragschienenstromschleife
betätigbares Schaltglied vorgesehen, das in Fig. 4 jeweils aus einem mechanischen
Schalter 74; 84; 94 besteht, aber auch aus je zwei Thyristoren in Antiparallelschaltung
gebildet sein kann.
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Fig. 6 bis Fig. 9 zeigen drei bevorzugte Ausbildungen der Spurführungs-
und Tragschienen 4 bis 7. und deren Zuordnung zum Magnetsystem des Fahrzeuges 8a.Fig.
6 und Fig. 8 stellen dabei ein Fahrzeug mit einem einzigen zugehörigen Supraleiter-Magnetsystem
(Querschnitte 36 der Supraleiter-Spule) dar, während in der Anordnung gemäß Fig.
6 zwei Supraleiter-Spulen (Querschnitte 37, 38) -vorgesehen sind. Fig. 7 und Fig.
8 zeigen darüber hinaus jeweils im Querschnitt die Anordnung der Ankerschleife 1
unter dem Fahrzeug'8a.Gemäß Fig. 7 sind die für die Schwebehaltermzg und Schwebeführung
vorgesehenen Stromschienen 4 bzw. 6 (Fig. 1) aufgeteilt in Tragschienen 41, 42 bzw.
61, 62 in Fig. 7 und 41 bis 44 hzw.
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61 bis 64 in Fig. 8 sowie in Spurführungsschienen 45, 46.
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bzw. 65, 66 in Fig. 7 und 45 bis 48 bzw. 65 bis 68 in Fig. 8.
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Ein besonders stabiles Verhalten wird dabei auf einfache Weise mit
einer Anordnung gemäß Fig. 8 erzielt, wobei ein gesondertes Supraleitungssystem
(Querschnntt 38) den Spurführungsschienen 45 bis 48 bzw. 65 bis 68 und ein anderes
Supraleitungsspulensystem (Querschnitt 37) den Uragschienen 41 bis 44 bzw. 61 bis
64 zugeordnet ist.
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Gemäß Fig. 9 sind die auf jeder Trassenseite vorgesehenen Spurführungs-
und Tragschienen als zur Innenseite der Trasse hin geöffnete Hohlleiter 39, 40 nach
Dachrinnenform ausgebildet, die in Trassenlägsrichtung stromdurchflossen sind und
in die nach Art eines Bügels geformte und an der 36 Längsseite beiderseits des Fahrzeuges
verlaufende Leiter 36 hineinragen, die ebenfalls in Längsrichtung stromdurchflossen
sind derart, daß die bügelförmigen Zweiter und damit das Fahrzeug in dem Hohlleiter
39, 4Q gehalten und geführt werden.
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Bei einer solchen Einrichtung auf diese Weise wird eine Schwebeführung
und die erforderliche Zwangsstabilisierung mit nur zwei auf der Trasse montierten
Hohlleitern erzielt, die eine gute mechanische Festigkeit besitzen und im Notbetrieb
eine Führung für die bügelförmigen Leiter und damit das Fahrzeug bilden.
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Die grundsätzliche Funktionsweise der Schwebehalterung und Schwebeführung
sowie des Vortriebes des Fahrzeuges sei im folgenden anhand der Fig. 1 bis 3 bzw.
4 und 5 näher erläutert. In Abhängigkeit vom Fahrzeugmagnetfeld und dessen räumlicher
Lage entlang der Strecke werden mit Hilfe der Geber 20 bis 26 die Spannungsversorgungseinrichtungen
Ul, U2 ... bzw. ul, u2 ... eingeschaltet. Mit den Strommeßeinrichtungen 31 bis 35
werden entlang der Trasse der Stromfluß und die Stromrichtung kontrolliert und den
Regel ein richtungen 28 bzw. 29 der Spannungsversorgungseinrichtungen mitgeteilt.
hiermit ist sichergestellt, daß im Störungsfall ein möglicherweise mit falscher
Stromrichtung beaufschlagter Stromkreis unterbrochen wird. In Abhängigkeit von den
Gebern und Meßeinrichtungen werden auch die in den Verbindungsleitern der Spurführungs-
und Tragschienen angeordneten elektronischen Schalter (Thyristoren) und mechanischen
Schaltern gegebenenfalls unter Zwischenschaltung der Regelglieder 27, 29 betätigt.
Durch Aussteurrung der
Transduktoren in den Spannungsvers orgusr!.gs
einrichtungen U 1, U2 werden einerseits die gewünschten Schwebeabstände zwischen
Fahrzeug und Spurführung bzw. Tragsehienen sichergestellt und andererseits durch
Aussteuerung der steuerbaren Gleichrichter in den Gleichrichterbrücken der Spannungsversorgungseinrichtungen
u1,u2,u3 und somit der Änderung der Ankerstromwerte in den Ankerwicklungsstromschleifen
1, 2, auf einfache Weise eine Geschwindigkeitsregelung erreicht.
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In Fig. 2 ist dargestellt, wie zunächst von einer unterhalb des dargestellten
Streckenabschnittes befindlichen Einspeisestelle der Strom über die Spurführungs
und Tragschienen des Abschnittes 1 und den geschlossen mechanischen Schalter 15
den gezündeten Thyristor 12 und den Verbindungsleiter 9 fließt. Die Supraleiterströme
führen in Zusammenwirkung mit dem stark gezeichneten Summenstrom des Abschnittes
I zu den erwünschten Kräften für die Schwebung der Fahrzeugeinheit 8. Mit dem Übertritt
der Fahrzeugeinheit 8 vom Abschnitt I in den mittleren Streckenabschnitt II entsteht
bei entsprechender Fahrgeschwindigkeit ein Induktionsvorgang, der bei einer in der
Zeichnung dargestellten angenommenen ahrzeugbewegungsrichtung einen Strom erzeugt,
der dem im Thyristor zuvor fließenden Strom entgegengesetzt gerichtet ist und den
Thyristor ohne zusätzliche Mittel selbsttätig zum Verlöschen bringt. Der zuvor gezündete
Thyristor 13 übernimmt im gleichen Augenblick bei ebenfalls geschlossenem Schalter
16 den Strom; demit vergrößert sich also die gesamte Spurführungs- und Tragschienenstromschleife
in ihrer Fläche um den Streckenabschnitt II. Für die einspeisende Spannung der @esamtschleife
I + II ergibt sich keine zusätzliche Z@an@ungsbeeinflussung, da die Summe des von
der Fläche prech@orsenen magnetischen Flusses praktisch konstant geblichen ist.
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Verläßt nun das Fahrzeug gemäß Fig. 3 den Streckenabschnitt III, so
wird von der Spannungsversorgungseinrichtung U1 die Stromführung übernommen. Die
Thyristoren 12 und 1 5 haben dann bereits ihre volle Sperrfähigkeit wieder erlangt.
Die Aufteilung des gesamten Schwebesystems auf selektiv eingespeiste und verlegte
Stromkreise sowie die Vielzahl der parallelen Einspeisepunkte führt zusammen mit
der selbsttätigen Löschung der Thyristoren durch das sich bewegende Fahrzeug und
zusammen mit der zusätzlich vorgesehenen mechanischen Trennstelle innerhalb eines
jeden Spurführungs- und Tragschienenwicklungsabschnittes auf einfache Weise zu einem
hohen Grad von Sicherheit im Betrieb.
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Die für den Vortrieb benötigten Schubkräfte werden durch Zusammenwirken
der Ströme in den Ankerwicklungsschleifen 1, 2 mit dem auch flir die Schwebehalterung
g hiTizugezogenen Magnetfeld auf dem Fahrzeug erzeugt. Durch Änderung dieser Ströme
läßt sich eine Geschwindigkeitsregelung und ein Anfahrvorgang erzielen. In zweckmäßiger
Weise wird, sobald das erste Magnetfeld der Fahrzeugeinheit 8 den unteren, quer
zur Fahrtrichtung liegenden Wicklungsteil der Ankerwicklungsstromschleife 1 erreicht
hat, mit Hilfe des Gebers 23 die Spannungsversorgungseinrichtung u1 an die Ankerwicklungsstromschleife
1 angeschlossen und von einem Strom der Größe und der Richtung durchflossen, daß
der gewünschte Vorschub in Fahrtrichtung erreicht wird.
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Sobald das vordere Magnetfeld der Fahrzeugeinheit 8 in den oberen,
quer zur Fahrtrichtung verlaufenden Wicklungsteil der Ankerstromwicklung 1 bewegt
ist, werden aufgrund eines entsprechenden Meldeimpulses des Gebers 24 über das Auswerteglied
29 und die Steuereinrichtung 30 die Thyristoren der Dioden-Doppelbrücken-Schaltung
der Spannungsversorgungseinrichtungen
ul, u2 ... derart ausgesteuert,
daß nunmehr ein Strom in umgekehrter Richtung durch die Ankerwicklungsstromschleife
1 fließt. Somit wird ein kontinuierlicher Vorschub des unteren wie des oberen quer
zur Fahrtrichtung liegenden Wicklungsteiles der Ankerwicklungsstromschleife 1 mit
dem Magnetfeld des Fahrzeuges erreicht. Andererseits wird ersichtlich, daß durch
entsprechende Spannungssteuerung der Spannungsversorgungseinriehtung ul, u2 ...
und durch entsprechende Stromsteuerung in den Ankerwicklungsstromschleifen auch
ein elektrischer Bremsbetrieb und ein Nutzbremsbetrieb mit einfachen Mitteln erzielt
werden kann, Durch die in Pig. 1 naher dargestellte Zuordnung der Entfernungen und
Abstände zwischen den Einzelmagnetfeldern eines Fahrzeuges und den Anker7icklungsstromsch1eifen
ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß auch bei Hintereinanderreihung mehrerer
Einzelfelder einer Triebfahrzeugeirilieit beim Überfahren der Ankerwicklungsstromschleifen
jeweils nur eine Schubkraft derselben Richtung entsteht.
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Zur Erläuterung der Anordnung nach Fig. 4 und Fig. 5 sei zunächst
angenommen, daß sich die Fahrzeugeinheit 8 zunächst in der Stromschleife I befindet
und auf die Stromschleife II zufährt. Beim Übergang der Fahrzeugeinheit von der
Stromschleife I zur Stromschleife II wird in der Stromschleife I eine Gegenspannung
wirksam, die den Strom 11 in der Schleife 1 absenkt sowie in der Stromschleife II
eine treibende Spannung wirksam, die den Strom 12 in der Stromschleife II vergrößert.
Da nun jede Stromschleife eine Induktivität besitzt, kan sich der Strom in den Spurführungs-
und Tragschienen 4, 6 nicht beliebig schnell verkleinern oder vergrößeren. Die von
der Fahrzeugeinheit 8 über ihre Magnetisierungseinrichtung aufzubringende Energie
hält sich in sehr geringen Grenzen. Befindet sich die Fahrzeugeinheit 8 innerhalb
einer Stromschleife, so wird auch nur diese von der
hier zugeordneten
Strom- bzw. Spannungsversorgungseinrichtung gespeist. Mit Hilfe entsprechender Geber
- wie schon in Fig. 1 näher erläutert - ist sichergestellt, daß kurz vor Übertritt
indie folgende Stromschleife diese von der zugeordneten Strom- bzw. Spannungsversorgungseinrichtung
eingespeist wird.
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Um die Betriebssicherheit eines derartigen Systems zu erhöhen kann
es zweckmäßig sein, jeae Stromschleife doppelt einzuspeisen. Bei Ausfall einer Diode
oder bei Phasenkurzschluß einer Spannungsversorgungseinrichtung wird dann diese
zweite Stromversorgung die Stromführung sicherstellen. Eine' Unterbrechung des Stromkreises
tritt nicht auf, weil die im Zuge der Spurführungs- und Tragschiene 4 befindliche
Drehstrombrückenschaltung eine weitere Stromführung über die noch vorhandenen, funktionsfähigen
Ventile zuläßt. Sollte die Gefahr eines äußeren Kurzschlusses der Spurführungs-und
Tragschienen bestehen, so kann es vorteilhaft seils, die Stromschleifen I, II ..
selektiv zu unterteilen und -einzuspeisen.
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Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 sind in den Verbindungsleitern 73,
83, 93 der Spurführungs- und Tragschienen 4; 6 mechanische Schaltelemente 74, 84,
94 vorgesehen. Befindet sich die Fahrzeugeinheit 8 in der Stromschleife I, so sind
die mechanischen Schaltelemente 74 und 84 geschlossen.
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Nähert sich die Fahrzeugeirüieit 8 dem Stroinkreis II, so wird dieser
Stromkreis mit Hilfe des mechanischen Schaltelementes 94 geschlossen und über die
Spannungsversorgungseinricntung U2 versorgt. Dadurch entsteht eine Reihen-Schaltung
der Spannungsversorgungseinrichtungen U1 und U2 so daß über den Schalter 84 kein
Strom nehr fließt. In diesem Zustand )äßt sich dieser Schalter dann leistungslos
öffnen.
Die Fahrzeugeinheit 8 kann nunmehr ohneRUckwirkungen in die Stromschleife II einfahren.
Befindet sich die Fahrzeugeinheit 5 in dieser Stromschleife, so wird wiederum das
mechanische Schalt element 84 geschlossen und daraufhin die Spannungsvers orgungs
einrichtung U1 entregt.
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Die notwendigen Scha1tbefshle werden - wie zuvor für die Anordnung
gemäß Fig. 1 bis Fig. 4 angegeben - durch Geber entlang der Strecke in Abhängigkeit
von der Stellung der Fahrzeugeinheit 8 und deren Magnetfeld ausgelöst.
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Gemäß Fig. 6 kann ein besonders gutes Stabilitätsverhalten auf einfache
Weise dadurch erreicht werden, daß an jeder der beiden Außenlängsseiten des Fahrzeuges
beiderseits einer Tragschiene in einer Ebene unterhalb dieser Tragschiene jeweils
zumindest ein in gleicher Stromrichtung wie die zugeordnete Tragschiene stromdurchflossener
Wicklungsteil eines ersten Supraleiters angeordnet ist und die in Fahrzeuglängsrichtung
sich erstreckenden Wicklungsteile zumindest eines zweiten Supraleiters auf dem Fahrzeug
mit gesonderten Spurführungsschienen in Wirkverbindung stehen. Die den Trag-@chienen
4, 6 zugeordnete Supraleiter-Wicklung ist dabei @n den Wicklungsköpfen gekröpft
derart, daß sich die in @ahrzeuglängsrichtung erstreckenden Wicklungsteile 3a; 3b
beiderseits bei Hubbewegungen des Fahrzeugs in vertikaler @ichtung seitlich und
unterhalb der jeweiligen Tragschiene 4 bzw. 6 frei bewegen können, ohne dabei durch
die quer zur @@hrtrichtung gerichteten Wicklungsköpfe behindert zu sein.
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@@s Magnetfeld des zweiten Supraleiters 49, 50 wird zweck-@@ßigerweise
gleichzeitig dazu mitbenutzt, um im Zusammenwi rken mit der Ankerwicklungs-Stromschleife
1 eine Antriebs-@@aft auf das Fahrzeug 8a zu erzeugen.
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9 Patentansprüche @guren