EP0445271B1

EP0445271B1 - Schwebe-/fahrgestell mit stellmotoren betriebener luftspaltregelung

Info

Publication number: EP0445271B1
Application number: EP90914524A
Authority: EP
Inventors: Hans-Rainer Quaas
Original assignee: Magnetbahn GmbH
Current assignee: Magnetbahn GmbH
Priority date: 1989-09-23
Filing date: 1990-09-21
Publication date: 1994-12-28
Anticipated expiration: 2010-09-21
Also published as: JPH04501950A; CA2042387A1; DK0445271T3; WO1991004182A1; ES2066227T3; DE3931797A1; EP0445271A1; DE59008141D1

Abstract

Das Schwebe-/Fahrgestell für ein Magnetschwebefahrzeug, dessen Trag- und Antriebskräfte über einen fahrbahnseitigen Langstator und fahrzeugseitige Permanentmagneten erzeugt werden (System M-Bahn), wird so ausgeführt, dass anstelle der rein mechanischen Luftspaltregelung zur Regelung der Lastabtragung des Fahrzeuges diese Regelung durch elektrische oder hydraulische Stellmotoren (321) erfolgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftspaltregelung für ein Schwebe-/Fahrgestell eines spurgebundenen Magnetbahn Transportsystems. Bei diesem System werden die Fahrzeuge über einen im Fahrweg installierten Langstatormotor angetrieben. Das elektrische Wanderfeld in den Wicklungen des Langstatormotors wirkt mit den Magnetkräften der Permanentmagneten der Schwebe-/Fahrgestelle zusammen. Dieses Zusammenwirken erfolgt berührungsfrei. Es ist Sicherzustellen, daß diese Berührungsfreiheit (Luftspalt) sicher gewährleistet wird. Zugleich erfolgt über die Magnetkräfte, die über den Stahlfahrweg (hier die Blechpakete des Langstators) wirken, ein Abtragen des Fahrzeuggewichtes über die Länge der Magnetleisten als flächenmäßig verteilte Last auf den Fahrweg. Dieser Luftspalt ist belastungsabhängig durch die Luftspaltregelung einzustellen, das heißt bei zunehmender Last/zunehmendem Gewicht (Zuladung auf das Fahrzeug) ist der Luftspalt durch die Stellmotoren zu verkleinern, was zur Folge hat, daß die magnetischen Anziehungskräfte zwischen den Permanentmagneten des Schwebe-/Fahrgestells und der Fahrwegschiene mit integriertem Langstator größer werden. Es sind lastabhängige mechanische und hydraulische Luftspaltregelungen und elektronisch geregelte Trag- und Führsysteme bekannt. Die mechanische Luftspaltregelung ist komplex aufgebaut, teuer und weist eine eingeschränkte Funktionalität, schlechte Justierbarkeit und weite Einstellstreubereiche auf.
Aus der DE-A 28 13 023 ist eine hydraulische Luftspaltregelung eines spurgebundenen Magnetbahntransportsystems mit im Fahrweg integriertem Linearmotor und Permanentmagneten im Schwebe-/Fahrgestell des Fahrzeuges bekannt, bei der ein Starrahmen als Träger für alle erforderlichen Komponenten dient, wobei an den Längsträgern des Starrahmens jeweils beidseitig an den Enden in Zylindern hydraulisch angetriebene Kolben zur Höhenverstellung der unterhalb der Fahrbahn ablaufenden Vertikalrollen angeordnet sind und die Höhenverstellung über ein aufwendiges hydraulisches und pneumatisches System erfolgt entsprechend der Relativverschiebung, die zwischen der Magnetbahnkabine und dem Starrahmen bei Änderungen der äußeren Kräfte infolge der dazwischen angeordneten Federeinrichtung auftritt.
Ein elektronisch geregeltes Trag- und Führsystem ist komplex und nur für Hochgeschwindigkeitsanwendungen wirtschaftlich. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute, preiswerte, gut justierbare und einen geringen Einstellstreubereich aufweisende Luftspaltregelung anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert.
Figur 1 stellt einen Ausschnitt durch einen Schwebe-/Fahrgestell eines Magnetbahnfahrzeuges mit der erfindungsgemäßen Luftspaltregelung im Zusammenwirken mit dem Magnetbahnfahrweg dar.
Figur 2 zeigt die Aufsicht auf das Schwebe-/Fahrgestell aus Figur 1.
Der Magnetbahnfahrweg besteht aus dem Fahrwegträger und dem Fahrwegprofil. Der Fahrwegträger ist aus dem Tragprofil 11 und dem Querverbinder 12 aufgebaut. Das Fahrwegprofil weist die Tragschiene 21, das Seitenführungsprofil 22 und den Langstator 23 auf.
Das Schwebe-/Fahrgestell enthält den Starrahmen 31, den Spindelantrieb 32, den Stellmotor 321, die oberen Vertikalrollen 33, die unteren Vertikalrollen 34, die Seitenführungsrolle 35 und die Magnetleiste 36. Die nichtdargestellte Magnetbahnkabine kann mit dem Starrahmen 31 zum Beispiel über die Luftfederbälge 45 und den Drehkranz 44 verbunden sein. Die Luftspaltregelung erfolgt erfindungsgemäß durch belastungsabhängige Sollvorgaben mittels der Stellmotoren 321. Die Stellmotoren 321 sind beidseitig jeweils am Ende der Längsträger eines rechteckigen Fahrgestellrahmens 31 angebracht. Sie regeln über die Spindelantriebe 32 den Abstand zwischen den Magnetleisten 36 des Schwebe-/Fahrgestells und dem Langstator 23 mittels einer Steuerelektronik, entsprechend den vorgegebenen zulässigen Belastungswerten für die am Fahrgestell 31 fest angebrachten (nicht höhenverstellbaren) oberen Vertikalrollen 33. Die Belastung der oberen Vertikalrollen 33 wird durch Kraftmeßeinrichtungen wie zum Beispiel Kraftmeßdosen gemessen. Dadurch wird über die einstellbare Lastabtragung des Fahrzeuggewichts auf den Fahrwegträger eine minimale Belastung der vertikalrollen 33 sichergestellt. Durch die erfindungsgemäße Luftspaltregelung ist es weiterhin möglich, den Starrahmen 31 so auszuführen, daß in dessen Mittenbereich ein Freiraum entsteht, wie in Figur 1 gezeigt. Dadurch können Weichen- und Kreuzungsmittelstücke des Magnetbahnfahrweges so ausgeführt werden, das sie über die Fahrwegprofiloberkante ragen und dennoch von den Magnetbahnfahrzeugen befahren werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, den Spindelantrieb 32 so auszuführen, daß der Abstand zwischen dem Langstator 23 und der Magnetleiste 36 derart vergrößert werden kann, daß durch Trennung des elektrischen Feldes des Langstators 23 und des magnetischen Feldes der Permanentmagnete der Magnetleiste 36 der Kraftfluß unterbrochen wird und damit eine sichere Antriebsabschaltung zum Beispiel im Parkbereich des Transportsystems oder bei sonstigen Erfordernissen vorgenommen werden kann. Dies ist für die Sicherheit des Fahrbetriebes und im Rangierbetrieb von großer Bedeutung. Dadurch ist es möglich, verschiedene Fahrzeuge in den gleichen Umrichterbereich des Antriebssystems zu fahren, was zur Folge hat, daß durch diese Möglichkeit der Antriebsabschaltung einzelner Fahrzeuge diese mit geringem Abstand zu einander abgestellt werden können und damit eine erhebliche Reduzierung der Parkgleislängen möglich ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsart ergibt sich dadurch, daß man die Tragarme der Magnetleisten 36 mit nicht dargestellten Abstützpunkten ausstattet, die so über der oberen Lauffläche der Tragschine 21 positioniert sind, daß sie bei dem maximalen Abstand, der für die sichere Antriebsabschaltung erforderlich ist, das Fahrzeuggewicht auf der oberen Tragschiene 21 abgestützt und so eine vollständige Entlastung der oberen Vertikalrollen 33 erreicht wird. Dadurch vermeidet man bei längeren Standzeiten eine Deformation der elastischen Lauffläche dieser Vertikalrollen. Dadurch verbessern sich die Laufeigenschaften infolge der Vermeidung von Flachstellen. Diese Abstützung des Fahrzeuggewichtes wirkt zugleich auch als Haltebremse um ein Fahrzeug sicher abzustellen. Bei den vorgehenden Ausführungen handelt es sich nur um eine beispielhafte Beschreibung. Sinngemäß kann zum Beispiel auch die Magnetleiste 36 mit dem Starrahmen 31 verbunden sein und die Luftspaltregelung durch eine Höhenverstellung der oberen Vertikalrollen 33 ausgeführt werden.

Claims

Magnetbahntransportsystem bestehend aus Fahrwegen mit integriertem Langstator (23) und Schwebe-/Fahrgestellen mit auf Magnetleisten (36) befestigten Permanentmagneten zum Tragen und Antreiben der Fahrzeuge, bei denen jeweils ein Starrahmen (31) als Träger für alle erforderlichen Komponenten dient und an den Längsträgern des Starrahmens (31) jeweils beidseitig an den Enden Antriebe zur Höhenverstellung entweder der Magnetleisten (36) oder der Führungs- bzw. Abstandsrollen (33, 34) angeordnet sind zur Luftspaltregelung zwischen den auf den Magnetleisten (36) befestigten Permanentmagneten und den Langstatoren (23) und die Höhenverstellung entsprechend der Belastung vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet,
- daß es sich bei dem Antrieb um einen elektrisch oder hydraulisch betriebenen Stellmotor (321) handelt

- und daß mit einer Kraftmeßeinrichtung die Belastung der oberen Führungsrollen (33) gemessen wird, um einen Meßwert zur Luftspaltabstandsregelung bei unterschiedlicher Gewichtsbelastung zu erhalten.
Magnetbahntransportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspaltabstandsregelung elektronisch gesteuert wird, entsprechend einem vorgegebenen Belastungswert.
Magnetbahntransportsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß kurzzeitige Belastungsspitzen über eine gewichts- und/oder zeitabhängige Schwellwertregelung ausgeregelt werden.
Magnetbahntransportsystem nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Starrahmen (31) so ausgeführt ist, daß im Mittenbereich des Gestells in der Längsachse ein Freiraum entsteht, der bis über die Fahrwegprofiloberkante reicht, um Weichen- oder Kreuzungsmittelstücke überfahren zu können.
Magnetbahntransportsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Stellmotoren (321) der Abstand zwischen dem Langstator (23) und der Magnetleiste (36) derart vergrößert werden kann, daß durch Trennung des elektrischen Feldes des Langstators (23) vom lagnetischen Feld der Permanentmagneten der Magnetleiste (36) der Kraftfluß unterbrochen wird und damit eine sichere Antriebsabschaltung erfolgt.
Magnetbahntransportsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine entsprechende Ausbildung der Tragarme der Magnetleisten (36) mit Abstützpunkten, die über der oberen Lauffläche der Tragschiene (21) positioniert sind, bei dem maximalen Abstand der für die sichere Antriebsabschaltung erforderlich ist, gleichzeitig eine Abstützung des Fahrzeuggewichtes auf der oberen Lauffläche der Fahrwegschienen erfolgt und damit eine vollständige Entlastung der oberen Vertikalrollen (33) des Schwebe-/Fahrgestells erfolgt.
Magnetbahntransportsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der vollständigen Entlastung der oberen Vertikalrollen (33) die Abstützpunkte der Magnetleistentragarme als Standbremse wirken.