DE2329560C3 - Elektromagnetisches Trag- und/ oder Führungssystem für Schwebefahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Trag- und/oder Führungssystem für Schwebefahrzeuge nach dem Hauptpatent 22 33 631.

Bei einem bekannten elektromagnetischen Tragoder Führungssystem (DT-PS 7 07 032; ETZ-A, 1953, s. Il bis 14) besteht jede reihenförmige Magnetanordnung aus einer Tragmagnetreihe, die auf einer nach oben gegen eine Ankerschiene der Fahrbahn weisenden Außenfläche des Fahrzeugkörpers montiert ist. Je nach dem Aufbau der Fahrbahn umgreift der Fahrzeugkörper die Ankerschienen von außen oder von innen. Das bekannte System sieht indessen keine Fahrbahnverzweigungen vor, die aber zum Aufbau eines Verkehrsnetzes unumgänglich sind.

In dem älteren DTPS 22 01 820 ist ein weichengängiges Trag- und Führungssystem für Elektromagnetschwebebahnen vorgeschlagen worden, bei dem zusätzlich zu einem, dem bekannten System entsprechenden Haupttrag- und -führungssystem ein Hilfstrag- und -führungssystem vorgesehen ist, dessen magnetisch passiver Teil (Hilfsankerschiene) am Fahrzeug und dessen magnetisch aktiver Teil (Hilfselektromagnete) an Fahrbahnteilen im Verzweigungsbereich befestigt ist. Dieses System besitzt den Vorzug, daß die Fahrbahnverzweigungen keine mechanisch beweglichen Teile aufweisen, wodurch ein geringer Verschleiß und eine hohe Zuverlässigkeit erzielt wird. Indessen müssen die an der Fahrbahn angebrachten Hilfselektromagneten durch eine fahrbahnseitige Schweberegelung geregelt werden, deren Abstimmung mit der fahrzeugseaigen

ίο Schweberegelung des Haupttrag- und -führungssystems problematisch ist.

Das Hauptpatent vermeidet demgegenüber eine fahrbahnseitige Schweberegdung dadurch, daß jede fahrzeugseitige Magneteiürichtung aus hintereinander

is angeordneten, geregelten Elektromagneten besteht und daß jede der zugeordneten Magneieinrichtungen an der Fahrbahn aus einer Ankerschiene besteht.

Sowohl das System nach der Hauptpatentanmddung als auch nach dem eingangs erwähnten älteren Patent weist im Bereich jeder Fahrbahnverzweigung eine Ankerschienenkreuzungsstelle (Herzstück) auf, an der vier Ankerschienen zusammenlaufen, von denen jeweils zwei aufeinanderstoßen. An derartigen Herzstücken ergeben sich hinsichtlich eines stoßfreien Übergangs der Tragfunktion von einer Reihe der Magneteinrichtung auf die andere gewisse Schwierigkeiten, da im engeren Kreuzungsbereich auch die an sich noch nicht oder nicht mehr tragenden Magnete unter dem Einfluß der jeweils unbenutzten Schienen stehen. Dadurch werden Kräfte wirksam, die Übergangsstöße begründen.

Die Aufgabe der Zusatzerfindung besteht darin, das System nach der Hauplpatentanmeldung dahingehend weiterzubilden, daß störende Kräfte an den Herzstükken vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Sys.".:m treten selbst dann, wenn beide Elektromagnetreihen einer Fahrzeuglängsseite erregt sind, im Herzstück keine störenden Kräfte zwischen der einen Elektromagnelreihe und der der anderen parallelen Elektromagnetreihe zugeordneten Ankerschiene auf. Dies rührt daher, daß im Herzstück jede Elektromagnelreihe die nicht zugehörigen Ankerschienen lediglich im Abstand des Höhenversatzes schneidet und somit die störenden Magnetkräfte entsprechend geschwächt oder sogar praktisch aufgehoben sind.

Aus diesem Zusammenhang ergibt sich im übrigen die Größe des Höhenversatzes. Kann eine gewisse Maunetkraft auf die nicht zugehörige Ankerschiene in Kauf genommen werden (z. B. bei Fahrzeugen mit großen Massen), kann der Höhenversatz geringer sein als in den Fällen, in denen die Magnetbeeinflussung der nicht zugehörigen Ankerschiene praktisch aufgehoben werden soll.

Zwecks Vereinfachung der Konstruktion empfiehlt es sich, den Höhenversatz der parallelen Elektromagnet-

f>o reihe für beide Fahrzeuglängsseiten gleich groß auszubilden.

Der Effekt der mehr oder weniger starken Magnetbeeinflussung der nicht zugehörigen Ankerschiene kann im übrigen durch die Größe des seitlichen Abstandes

^Λ5 der Elektromagnetreihen jeder Fahrzeuglängsseiten voneinander gesteuert werden, nämlich dadurch, daß die beiden parallelen Elektromagnetreihen jeder Fahrzeuglängsseite einen gegenseitigen seitlichen Abstand

aufweisen, der mindestens sogroß ist wie die Breite der Elektromagnete der höherliegenden Elektromagnetreihe.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäOen Maßnahme des Höhenversatzes besteht darin, daß der abzweigende Ast einer Fahrbahnweiche am äußeren Bogen überhöht ausgebildet sein kann, um die auf das Fahrzeug und die Fahrgäste wirkende Fliehkraft auszugleichen. Ferner können sämtliche Ankerschienen in kostensparender Weise mit gleichen Abmessungen ausgebildet werden.

Im .übrigen ist es gleichgültig, welche der beiden Reihen auf jeder Fahrzeuglängsseite, d. h. die Hauptmagnetreihe und die Hilfsmagnetreihe, tiefer angeordnet ist als die andere Reihe.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an mehreren Beispielen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisch im Querschnitt dargestelltes Schwebefahrzeug mit außen lieferliegenden Magnetreihen beim Durchfahren einer Weiche entsprechend dem Querschnitt nach der Linie l-l in F i g. j,

F i g. 2 einen Teilschnitt des Fahrzeugs n?-.-h F i g. 1 mit genauerer Darstellung einer Magnetanordnung,

Fig.3 den Verlauf der Ankerschienen einer Weiche in der Draufsicht, geeignet für das Fahrzeug nach Fig. 1,

Fig.4 das Fahrzeug nach Fig. 1 beim Durchfahren des Herzstücks der Weiche entsprechend dem Querschnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 3,

F i g. 5 ein Schwebefahrzeug wie in Fig. 1, jedoch mit außen höherliegenden Magnetreihen beim Durchfahren einer Weiche entsprechend dem Querschnitt nach der Linie V-V in Fig. 6,

Fig. 6 der Verlauf der Ankerschienen einer in der Abzweigung überhöhten Weiche in der Draufsicht, geeignet für das Fahrzeug nach F i g. 5 und

Fig.7 und 8 das Fahrzeug nach Fig. 5 beim Durchfahren der Abzweigung vor dem Herzstück der Weiche entsprechend dem Querschnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6 bzw. beim Durchfahren des Herzstücks der Weiche entsprechend dem Querschnitt nach der Linie VIII-VIII in F ig. 6.

Das in Fig. I lediglich in seinen Umrissen dargestellte Schwebefahrzeug 1 weist an seiner Unterseite nach unten ragende Träger 2 und 3 auf, an denen je eine Magnetancrdnung 4 bzw. 5 befestigt sind. Jede Magnetanordnung 4 bzw. 5 besteht aus zwei Reihen 6 und 7 bzw. 8 und 9 von sich über einen wesentlichen Teil der Fahrzeuglänge erstreckenden Magneten. Dabei sind jeweils zwei Magnetreii.en zur Fahrzeuglängsachse spiegelsymmetrisch höhenversetzt, und zwar liegen die äußeren Magnetreihen 6 und 9 um einen Höhenversatz 10 tiefer als die inneren Magnetreihen 7 und 8.

Das Schwebefahrzeug 1 steht mit den Magnetanordnungen 4 und 5 mit entsprechend ausgebildeten und ortsfest und den Magnetreihen gegenüber angeordneten Ankerschienen 11, 12, 13 und 14 in Eingriff, wobei für die Geradeausfahrt die Magnetreihen 7 und 9 und für die Kurvenfahrt die Magnetreihen 6 und 8 eingeschaltet und die jeweils anderen Magnetreihen zumindest bei der Einfahrt in die Weiche außer Betrieb sind.

Die Ankerschienen 11 bis 14 sind in sinngemäßer Weise höhenversetzt; sie sind über Konsolen 15 und über Fahrbahnbalken 16, 17, 18 und 19 mit einer Grundplatte 20 befestigt.

In Fig. 2 ist der linke untere Teil des Fahrzeugs 1 größer als in Fig. 1 dargestellt; sie zeigt im Detail den Träger 2, die Magnetanordnung 4 mit den Magnetreihen 6 und 7, die Ankerschienen 11 und 13, die Konsolen 15 und die auf der Grundplatte 20 aufsitzenden Fahrbahnbalken 16 und 17. Sowohl die Magnetreihe 6 als auch die zugehörige Ankerschiene 11 sind gegenüber der Magnetreihe 7 und der zugehörigen Ankerschiene 13 um den Höhenversatz 10 tiefer angeordnet. Die Magnetreihen 6 und 7 weisen einzeln hintereinanderliegende Elektromagnete 21 und 22 und Wicklungen 23 und 24 auf. Der seitliche Versatz der Magnetreihen 6

ίο und 7 ist größer als die Breite 25 der höhergelegenen Magnete 22.

Zum Vortrieb weist das Fahrzeug 1 einen linearen Induktionsmotor (LIM) 26 auf, dessen Wicklungsteil 27 am Fahrzeug 1 und dessen Käfigteil 28 oberhalb der tieferliegenden Ankerschiene 11 befestigt ist. Durch den Höhenversatz 10 der Magnetreihen 6 und 7 ergibt sich für die Unterbringung des LIM eine platzgünstige Möglichkeit.

Bei der Weiche nach F i g. 3 sind die unverzweigten Ankerschienen, wie bereits der Fig. ' entnehmbar, mit 11 bis 14 bezeichnet. Die geradeaus verlaufenden Ankerschienen sind nach den Unterbrechungen im Weichenbereich mit dem Index α versehen (Ha, 13a und 14a; Ankerschiene 12 ist durchgehend) die links abzweigenden Ankerschienen mit dem index b (\2b, 136, \tb\ Ankerschiene 11 ist durchgehend). Die Ankerschienenteile im Herzstück 29 der Weiche nach F i g. 3 sind mit dem Index h versehen (11/) und \2h). Die höherliegenden Ankerschienen (13, 13a, 13Λ, 14, 14a,

yo 14/^sind unterbrochen, die tieferliegenden Ankerschienen (11, 11a, 11Λ, 12, I2£>, ^/^unterbrochen gezeichnet. Die Unterbrechungen der Ankerschienen (zwischen 11 und 11/?, 11Λ und 11a, 12 und 12/), 12Λ und 12Zj, 13 und 13a, 13 und 136, 14 und 14a, 14 und \4b) sind so groß

Vi ausgebildet, daß die Träger 2 und 3 des Fahrzeugs 1 (s. Fig. 1) nicht mit den Ankerschienen in Berührung kommen.

F i g. 4 zeigt den erfindungsgemäßen Effekt sehr deutlich. Das Fahrzeug 1 durchfährt die Weiche in gerader Richtung im Bereich des Schnitts nach der Linie IV-¹V in Fig.3, d.h. im Bereich des Herzstücks 29 in Fig.3. Von den Magnetreihen 6 bis 9 sind die Magnetreihen 7 und 9 in jedem Falle eingeschaltet und arbeiten mit den an der Grundplatte 20 befestigten Ankerschienen 12 und 13a zusammen, während die Magnetreihen 6 und 8 in diesem Bereich bereits wieder eingeschaltet sein können (wogegen sie im Bereich nach der Linie l-l in Fig. 3 ausgeschaltet sein müssen) und mit den Ankerschienen 13a und 14a zusammenarbeiten.

Sofern ein Höhenversatz der Magnete und Ankerschienen nicht vorgesehen wäre und somit die Ankerschiene 12Λ auf der Höhe der Ankerschiene 13a läge, würde eine störende, d. h. zur Abzweigung hin wirkende Magnetbeeinflussung auftreten. In diesem Fail könnten die Anksrschienen 12Λ und 13a nicht aneinanderstoßen, wie es Fig. 3 zeigt, bzw. müßten Magnetschaltungen (Ein- und Ausschalten einzelner Magnete in Abhängigkeit der Fahrtstellung in der Weiche) eingesetzt werden, die aber bei hoher Geschwindigkeit sehr unsicher sind. Erst der Höhenversatz ermöglicht dieses Aneinanderstoßen der Ankerschienen und ein Vermeiden von genauen Magnetschaltungen und so einen weitgehend stoßfreien Übergang im Bereich des Herzstücks der Weiche. Eine weitere

<\s Magnetbeeinflussung In Riciitung der Abzweigung läge ohne Vorhandensein des erwähnten Höhenversatzes dann vor, wenn die Magnetreihe 6 in der Stellung des Fahrzeugs 1 gemäß F i g. 4 bereits eingeschaltet wäre.

und zwar dadurch, daß die Magnetreihe 6 dann mii der Ankerschiene 146 zusammenarbeiten würde. Der Höhenversatz (Ankerschiene 146 hochliegend. Ankerschiene 13.1 tiefliegend) vermeidet diese ,>icht erwünschte Beeinflussung. F i g. 4 zeigt ferner die Ankerschienen 11 und 136.

Bei der Ausführung des Schwebefahrzeugs 30 nach F i g. 5 sind die höhenversetzten Magnetreihen der beiden Magnetanordnungen 31 und 32 gegenüber dem Fahrzeug I nach Fig. I vertauscht worden. Außen sind nach F i g. 5 die höhcrlicgcnden Magnetreihen 33 und 36 und innen die lieferliegenden Magnetreihen 34 und 35 angeordnet. Dementsprechend liegen die Ankerschienen 37 und 38 höher als die Ankerschienen 39 und 40.

In F i g. 6 sind die Ankerschienenteile der Weiche sinngemäß wie nach F i g. 3 bezeichnet, wobei die höherliegenden Ankerschiene! 37. 37u. 376, 38, 386 und iSh mit durchgehendem Strich gezeichnet sind. Line Besonderheit dieser w'cichenausbiidung iiegi darin, daß die Abzweigung auf der Außenkurve überhöht ist. Das bedeutet, daß die Ankerschienen 37, 386. 38Λ. 396. 40 und 406 eine nach links geneigte Oberkante haben und daß die Ankerschiene 40 sich zur Abzweigung hin erhöht und die Ankerschienen 396. 406, 386 und 386 höher liegen als ohne Erhöhung der Abzweigung.

Die F i g. 7 und 8 zeigen zwei DurchfahrtssteMungen in der Geraden bzw. in der Abzweigung entsprechend den Linien VII-VII und VIII-VIII in F i g. 6. Es sei vermerkt, daß die Erhöhung in diesen Figuren stärker dargestellt ist, als es der Wirklichkeit entspricht.

In F i g. 7 befindet sich das Fahrzeug 30 kurz vor dem Herzstück 41 (Fig. 6) in Geradeausfahrt. Die Magnetrcihen M und 36 sind seit Einfahrt in die Weicht eingeschaltet, wogegen die Magnetreihen 33 und 35 jedenfalls vor Erreichen der in F i g. 7 angenommenen Weichcncbune abgeschaltet waren Die Magnetreihen M und 35 sind jetzt allerdings wieder eingeschaltet. Die Magnetreihen }3 und 36 arbeiten im in F i g. 7 dargestellten Querschnitt mit den Ankerschienen 37/; und 38 zusammen. Nach kurzer /eil sind ferner die Magnetreihen 34 und 35 in magnetischem Fingriff mil

in den Ankerschienen 19,7 und 40<>. Der Möhenvcrsat/ vermeidet eine magnetische Beeinflussung nicht züge höriger Ankerschienen, d. h eine magnetische Beeinflussung der Ankerschiene 406 durch die Magnetreihe 33 und der Ankerschiene 38/;durch die Magnetreihen 34

is und 35.

In Fig. 7 sind ferner die Ankerschienen 37. 396 und 386 der Abzweigung geneigt dargestellt. Die Abzwci gung nach links soll durch die nach links gezogenen Konturen angedeuiei werden.

F i g. 8 zeigt das Fahrzeug 30 in Kurvenfahrt über dem Herzstück 41 (F i g. 6). Die Magnetreihen 33 bis 36 sind im Eingriff π it den geneigten Ankerschienen 37, 386, 396 und 406. Eine ohne Höhenversatz mögliche Beeinflussung der Ankerschienen 376 (vgl. F i g. 6) und 39a durch die Magnetreihen 35 und 36 scheidet im vorliegenden Fall aus. Die Ankerschienen 38 und 40<i werden lediglich bei Geradeausfahrt benutzt.

Die Ausführungen nach den F i g. 6 bis 8 zeigen ferner deutlich, daß erst der Höhenversatz der Magnetreihen und Ankerschienen eine Überhöhung der Abzweigung bei Weichen gestattet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Trag- und/oder Führungssystem für Schwebefahrzeuge, die iängs einer mit wenigstens einer starren Verzweigungsstelle versehenen Fahrbahn bewegbar sind, dessen fahrzeugseitige Systembestandteile symmetrisch zur Fahrzeuglängsachse oberhalb und unterhalb des Fahrzeugrumpfes angeordnet sind und für jede Fahrzeuglängsseite aus zwei parallelen Reihen von Magneteinrichtungen bestehen, von denen im Fahrbahnbereich außerhalb einer Verzweigungsstelle nur jeweils eine Magneteinrichtung und im Fahrbahnbereich innerhalb einer Verzweigungsstelle abwechselnd beide Magneteinrichtungen jeweils mit einer zugeordneten Magneteinrichtung an der Fahrbahn magnetisch eingriffsfähig ist, wobei jede fahrzeugseilige Magneteinrichtung aus hintereinander angeordneten, geregelten Elektromagneten und jede der zugeordneten Magneteinrichrungen an der Fahrbahn aus einer Ankerschiene besteht, nach Patent 22 33 6Jl, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden parallelen Elektromagnetreihen (6, 7; 8, 9 bzw. 33, 34; 35, 36) jeder Führzeuglängsseite sowie die beiden zugeordneten Ankerschienen (11, 13; 12, 14 bzw. 37, 39; 38, 40) untereinander höhenversetzt angeordnet sind, wobei die tieferliegenden Elektromagnetreihen (6, 9; bzw. 34,35) gleichsinnig für beide Fahrzeuglängsseiten außen oder >nnen 'legen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der HöheiiversaU (10) der Elektromagnetreihen (6,7; 3,9 bzw. .33,34; 35,36) für beide Fahrzeuglängsseiten gleich groß a> sgebildet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektromagnetreihen (6, 7; 8, 9 bzw. 33, 34; 35, 36) jeder Fahrzeuglängsseite einen gegenseitigen seitlichen Abstand aufweisen, der mindestens so groß ist wie die Breite (25) der Elektromagncle der höherliegeriden Elektromagnetreihe (7,8; 33 bzw.36).