PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102004012246A1 29.09.2005
Titel Fahrweg eines Magnetschwebefahrzeugs
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Pfannschmidt, Bernd, 90574 Roßtal, DE
DE-Anmeldedatum 12.03.2004
DE-Aktenzeichen 102004012246
Offenlegungstag 29.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.09.2005
IPC-Hauptklasse E01B 25/32
Zusammenfassung Um einen sicheren und einfach aufgebauten Fahrweg eines Magnetschwebefahrzeugs zu schaffen, wird ein Fahrweg vorgeschlagen mit
· einem Grundträger (1) aus Beton oder Stahl,
· einem Statorblechpaket (2), das in Richtung des Fahrwegs segmentweise aufgebaut ist, wobei jedes Segment des Statorblechpakets (2) direkt über zumindest einen das jeweilige Segment des Statorblechpakets (2) haltenden Tragbolzen (5) am Grundträger (1) befestigt ist,
· einer Notfallarretierung (8), die bei Versagen der Befestigung der Segmente weiterhin den Betrieb der Magnetschwebebahn ermöglicht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Fahrweg eines Magnetschwebefahrzeugs mit einem Grundträger aus Beton oder Stahl.

Fahrwege für Magnetschwebefahrzeuge sind in Beton- oder Stahlbauweise ausgeführt und weisen eine Vielzahl von längs einer den Fahrweg bildenden Trasse aufeinanderfolgenden Tragkonstruktionen auf, an denen sämtliche Ausrüstungsteile wie Funktionsflächen oder Seitenführungsschienen montiert sind, die für den Betrieb des Fahrzeugs insbesondere das Tragen, Führen, Antreiben und Bremsen notwendig sind. Dabei werden Träger auf in Fundamenten verankerten Stützen gelagert. Zur Befestigung der Ausrüstungsteile einer Magnetschwebebahn an den Trägern werden am Rücken eines Statorblechpakets Schwalbenschwanznuten gefertigt, die in ein entsprechendes Zwischenstück aus Stahl eingefügt werden, welches selbst wieder in ein entsprechendes Gegenschwalbenschwanzstück am Träger eingreift.

Nachteilig dabei ist, dass durch diese Konstruktion der Rücken des Statorblechpakets durch die offenen Schwalbenschwanznuten eine Schwächung seiner Geometrie erfährt. Es besteht damit die Gefahr von schädlichen Resonanzen im Betrieb des Magnetschwebefahrzeugs. Des Weiteren ergeben sich bei Montage der Statorblechpakete insbesondere bei mehreren Aufhängungen pro Statorblechpaket in axialer Richtung Probleme mit der Einhaltung entsprechender Toleranz. Diese Probleme konnten bisher nur durch entsprechend vorzusehende Toleranzen in den Schwalbenschwanzverbindungen beseitigt werden. Dabei ist das zusätzlich unerwünschte Spiel durch Gussmasse ausgefüllt worden.

Des Weiteren ist nachteilig, dass die zusätzlichen Zwischenstücke gefertigt und montiert werden müssen, was u.a. zu einem erhöhten Montageaufwand der gesamten Trasse führt.

Derartige Fahrwege sind unter anderem aus der DE 197 34 703 A1, aus der EP 0 410 153, der DE 39 28 278 bekannt.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen leicht zu montierenden Fahrweg eines Magnetschwebefahrzeugs zu schaffen, der Sicherheitsvorkehrungen insbesondere eine Notfallvorrichtung vorsieht.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch einen Fahrweg eines Magnetschwebefahrzeugs mit

  • • einem Grundträger aus Beton oder Stahl,
  • • einem Statorblechpaket, das in Richtung des Fahrwegs segmentweise aufgebaut ist, wobei jedes Segment des Statorblechpakets direkt über das jeweilige Segment des Statorblechpakets haltende Tragbolzen am Grundträger befestigt ist,
  • • einer Notfallarretierung, die bei Versagen der Befestigung der Segmente weiterhin einen Betrieb der Magnetschwebebahn ermöglicht.

Ein Segment des Statorblechpakets trägt dabei beidseitig Endbleche, die mechanisch verstärkt den Paketierdruck aufrechterhalten, um u.a. das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern. Die Statorbleche der einzelnen Segmente und die Endbleche weisen nach unten Nuten auf, in die eine Wicklung positioniert ist. Auf der gegenüberliegenden Seite der Segmente sind parallel dazu verlaufende Ausnehmungen bzw. Löcher vorhanden, um die Tragbolzen durchzustecken. Diese Löcher können dabei rund, oval oder rechteckig sein. Die Tragbolzen ragen dabei vorteilhafterweise jeweils ca. 50 mm bis 100 mm über die Endbleche hinaus.

Zur Fertigung eines Segments werden die Statorbleche in einer Vorrichtung geschichtet und ausgerichtet, an beiden Enden jeweils die Endbleche angesetzt und das Statorblechpaket unter Druck gehalten und die Tragbolzen in die jeweiligen Löcher am Rücken des Statorblechpakets eingesetzt.

Um den Paketierdruck auch nach Wegnahme dieser Vorrichtung aufrecht zu erhalten, werden vorteilhafterweise die Tragbolzen entweder mit den Endblechen verschweißt oder durch Stifte, die durch vertikale Bohrungen in die Tragbolzen gesteckt werden gegen die das Endblech nunmehr drückt, der Paketierdruck aufrecht erhalten. Damit wird das Auffächern des jeweiligen Segments des Statorblechpakets verhindert. Diese Bohrungen, in die die Stifte eingesetzt sind, befinden sich in den Tragbolzen in unmittelbarer Nähe der Endbleche.

Diese Segmente, die einen Teil des gesamten Statorblechpakets bilden, sind in sich stabil und können weiteren Behandlungen unterzogen werden, die ihre mechanische Stabilität erhöhen und für einen ausreichenden Korrosionsschutz sorgen. Dabei wird insbesondere das gesamte Segment imprägniert. Dieses Segment wird dann als Montageeinheit fertig am Fahrweg positioniert.

Erfindungsgemäß sind diese Segmente des Statorblechpakets direkt am Grundträger angebracht, insbesondere geschraubt und es ist kein zusätzlicher Zwischenträger erforderlich, um Toleranzen einzuhalten. Dadurch werden Kosten gespart und der sich ergebende Freiraum kann für eine verbesserte Ausführung des Fahrwegs genutzt werden.

Im Grundträger finden sich vorteilhafterweise Doppelgewindebohrungen, die dort entweder eingeschnitten oder als Einsatz implementiert sind. Diese Gewindeeinsätze können als ein- oder mehrteilige Einsätze ausgeführt werden. Diese Gewindebohrungen weisen zum Statorblechpaket hin ein großes Gewinde und oberhalb daran anschließend ein vergleichsweise kleineres Gewinde auf. Dazwischen ist ein mehr oder weniger großer Abstand, der der Schraubenverbindung als Klemmlänge dient und damit zum Ausgleich von Setzungen und als Schraubensicherung fungiert. Die Lage der Doppelgewindebohrung korrespondiert mit den Befestigungslöchern in den Tragbolzen des jeweiligen Segments.

Nach der Positionierung der Segmente des Statorblechpakets am Fahrweg werden durch die Bohrungen der Tragbolzen des Segments zuerst die Notfallarretierungen montiert, insbesondere eingeschraubt. Damit wird vorab bereits eine Fixierung des Segments am Grundträger geschaffen. Diese Notfallarretierungen werden zum einen auf einen Anschlag gegen eine entsprechende Anlagefläche am Fahrweg oder dem Gewindeeinsatz montiert und weisen nach ihrer Montage und der Montage der Befestigungsschrauben ein ausreichendes horizontales und vertikales Spiel zum Tragbolzen auf.

In einem weiteren Schritt werden die Druckscheiben angesetzt und die Befestigungsschrauben montiert. Die Befestigungsschrauben drücken über die Druckscheiben den Tragbolzen gegen den Grundträger und fixieren damit das Segment am Grundträger und bilden somit einen Fahrweg.

Bei Versagen der Befestigungsschrauben fallen die das Statorblechpaket bildenden Segmente innerhalb des vertikalen Spiels zwischen Tragbolzen und Notfallarretierung in die Notfallarretierung. Das vertikale Spiel ist so bemessen, dass der Weiterbetrieb eines Magnetschwebefahrzeugs weiterhin sichergestellt ist.

Der Fahrweg weist eine integrierte Funktion von Befestigung und Notfallarretierung auf. Diese integrierte Funktion von Befestigung und Notfallarretierung kann auch getrennt am Statorblechpaket und am Fahrweg angebracht sein. So kann ein Teil der Tragbolzen ausschließlich der Funktion der Befestigung des Statorblechpakets am Grundträger und ein anderer Teil der Tragbolzen die Notfallarretierung übernehmen.

Die Druckscheiben sind vorteilhafterweise mit einer oder mehreren kleineren Bohrungen ausgestattet, die parallel zu der Durchgangsbohrung für die Befestigungsschraube dient. Diese Bohrungen ermöglichen die Überprüfbarkeit ob die Notfallarretierung montiert sind. Diese Überprüfung kann visuell oder mittels Stiften stattfinden. Ebenso dienen diese Bohrungen als Ablaufbohrungen für in die Verschraubung eventuell eindringendes Wasser.

Vorteilhafterweise sind die Notfallarretierungen mit Bohrungen ausgestattet, so dass sie nur mittels spezieller Werkzeuge, insbesondere Stiftschlüssel montiert bzw. demontiert werden können. Dies dient einer gewissen Vandalismussicherheit.

Des Weiteren sind vorteilhafterweise sämtliche Anlageflächen zwischen Befestigungsschraube, Druckscheibe, Tragbolzen und Fahrweg abgedichtet um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern und damit die Gefahr von Korrosion zu unterbinden. Diese Abdichtung erfolgt vorteilhafterweise durch Dichtpaste oder selbstklebende Folien.

Die Wicklung, insbesondere die Wicklungsköpfe werden durch eine Kapsel überdeckt, die ein- oder mehrteilig aufgebaut ist, so dass sich die Wickelköpfe in einem eigenen durchgehenden Raum befinden. Die Kapsel kann dabei aus Kunststoff oder anderen leicht hantierbaren Materialien bestehen. Die Kapseln sind am Statorblechpaket und/oder Grundträger angeschraubt.

Bei besonders thermischer Beanspruchung kann der nun gebildete Raum, der durch die Kapsel um die Wickelköpfe gebildet wird an eine Kühlluftversorgung angeschlossen werden, so dass dieser Raum von Kühlluft durchströmt wird.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 einen Längsschnitt eines Fahrwegabschnitts,

2 eine Seitenansicht dieses Abschnitts,

3 einen Querschnitt des Fahrwegs.

1 zeigt einen Längsschnitt eines Fahrwegsabschnitts, der einen Grundträger 1 und ein daran befestigtes Statorblechpaket 2 aufweist. Der Grundträger 1 ist dabei aus Beton oder Stahl und weist eine gewichts- und festigkeitsoptimierte Formgebung auf. Das Statorblechpaket 2 ist aus in Fahrwegsrichtung zusammengesetzten Segmenten unterteilt, wobei das Statorblechpaket 2 geschichtete Bleche 3 aufweist, die an den Stirnseiten durch Endbleche 4 druckpaketiert sind.

In Ausnehmungen des Statorblechpakets 2 sind Tragbolzen 5 eingesetzt, die über die jeweiligen Stirnseiten des Statorblechpakets 2 jeweils 50 bis 100 mm ragen. In dem über die Endbleche 4 ragenden Teil der Tragbolzen 5 sind Bohrungen vorhanden, durch die Befestigungsschrauben 6 reichen, die in dementsprechende Gewinde des Grundträgers 1 greifen.

Um den Paketierdruck auch nach Wegnahme einer Vorrichtung aufrecht zu erhalten, werden vorteilhafterweise die Tragbolzen 5 entweder mit den Endblechen 4 verschweißt oder durch Stifte 20, die durch vertikale Bohrungen in die Tragbolzen 5 gesteckt werden gegen die das Endblech 4 nunmehr drückt, der Paketierdruck aufrecht erhalten. Damit wird das Auffächern des jeweiligen Segments des Statorblechpakets 2 verhindert. Diese Bohrungen, in die die Stifte 20 eingesetzt sind, befinden sich in den Tragbolzen 5 in unmittelbarer Nähe der Endbleche 4.

Die Gewinde des Grundträgers 1 können dabei eingeschnitten bzw. durch Einsätze 15 implementiert sein. Die Fixierung durch die Befestigungsschrauben 6 weist eine Notfallarretierung 8 auf, die im Falle des Lösens der Befestigungsschraube 6 ein Absacken des jeweiligen Segments des Statorblechpakets 2 vom Grundträger 1 verhindert, so dass weiterhin ein Betrieb der Magnetschwebebahn aufrechterhalten werden kann. Die Fixierung des Statorblechpakets 2 erfolgt durch die Befestigungsschraube 6 zusammen mit einer Druckscheibe 7 über den Tragbolzen 5 am Grundträger 1.

In den Nuten befinden sich Wicklungen 9, die, wie auch in 2 gezeigt, an den Stirnseiten des Statorblechpakets 2 Wickelköpfe bilden. Diese Wickelköpfe können durch Kapseln 10 abgedeckt werden, so dass in den verbleibenden parallel zum Fahrweg verlaufende Hohlräumen 11 Kühlluft durch natürliche Konvektion oder Zwangskonvektion geführt werden kann. Dabei sind in vorgebbaren Abständen die Kapseln mit Aus- bzw. Einlässen und/oder mit Lüftern versehen, die vorteilhafterweise temperaturgesteuert sind. Die Energieversorgung dieser Lüfter erfolgt vorteilhafterweise durch Solarenergie, die zur Verfügung steht, wenn erhöhter Kühlungsbedarf notwendig ist. Dabei sind die Module, ev. Batterien und Wechselrichter jeweils dezentral bei den Energieverbrauchern angebracht.

Die Kapseln 10 sind durch Schrauben 12 am Statorblechpaket 2 oder Grundträger 1 fixiert. Diese Schrauben 12 sind ebenfalls in geschnittene Gewinde oder implementierte Einsätze eingedreht.

3 zeigt in einem Querschnitt des Fahrwegs den Grundträger 1 an den das Statorblechpaket 2 mittels des Tragbolzens 5 und den über die Stirnseiten des Statorblechpakets 2 ragenden Tragbolzen 5 eine Befestigung mittels Befestigungsschrauben 6 am Grundträger 1 erfolgt. Des Weiteren zeigt 3 die Kapseln 10, die die Wicklung 9 bzw. den Wickelkopf umfassen und so in einem Hohlraum 11 bilden, der die Kühlung der Wicklungen 9 insbesondere der Wickelköpfe gestattet. Außerdem zeigt 3 einen in den Grundträger 1 implementierten Einsatz 15 in den die Befestigungsschraube 6 greift.

3 zeigt außerdem in ihrem Durchmesser unterschiedliche Gewindebohrungen. In die größeren Gewindebohrungen, die direkt dem Statorblechpaket 2 zugewandet sind, wird die Notfallarretierung 8 eingesetzt. An die größere Gewindebohrung schließt sich ein vergleichsweise kleineres Gewinde an. In diese Gewindebohrung greift die Befestigungsschraube 6 durch die Notfallarretierung 8. Zwischen den Gewindebohrungen ist ein mehr oder weniger großer Abstand, der der Schraubenverbindung als Klemmlänge dient und damit zum Ausgleich von Setzungen und als Schraubensicherung fungiert.

Damit kann ein erfindungsgemäßer Fahrweg in einfacher Art und Weise aufgebaut werden. Vorteilhafterweise werden in einem ersten Schritt die Grundträger 1 mit eingeschnittenen Gewinden oder implementierten Einsätzen 15 mit Gewinden aufgestellt. Daran anschließend werden die vorpaketierten Segmente des Statorblechpakets 2, zuerst mit der Notfallarretierung 8 und danach mit den Befestigungsschrauben 6 am Grundträger 1 positioniert. In einem weiteren Montageschritt können dann die Kapseln 10 angebracht werden.


Anspruch[de]
  1. Fahrweg eines Magnetschwebefahrzeugs mit

    – einem Grundträger (1) aus Beton oder Stahl,

    – einem Statorblechpaket (2), das in Richtung des Fahrwegs segmentweise aufgebaut ist, wobei jedes Segment des Statorblechpakets (2) direkt über zumindest einen das jeweilige Segment des Statorblechpakets (2) haltenden Tragbolzen (5) am Grundträger (1) befestigt ist,

    – einer Notfallarretierung (8), die bei Versagen der Befestigung der Segmente weiterhin den Betrieb der Magnetschwebebahn ermöglicht.
  2. Fahrweg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente des Statorblechpakets (2) mittels jeweils zumindest zweier Befestigungsschrauben (6) am Grundträger (1) fixiert sind.
  3. Fahrweg nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewinde, in das die Befestigungsschraube (6) eindrehbar ist, in den Grundträger (1) eingeschnitten oder als Einsatz (15) implementiert ist.
  4. Fahrweg nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (15) ein oder mehrere Gewinde aufweist.
  5. Fahrweg nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notfallarretierung (8) nur mit speziellen, dafür geeigneten Werkzeugen lösbar ist.
  6. Fahrweg nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung von Befestigungsschrauben (6) mit dem Grundträger (1) durch geeignete Mittel abgedichtet ist.
  7. Fahrweg nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Nuten der Statorblechpakete (2) ragenden Wickelköpfe durch Kapseln (10) abgedeckt sind.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com