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Dokumentenidentifikation DE202007004133U1 27.09.2007
Titel Längselement eines Magnetbahnfahrweges, Magnetbahnfahrweg mit einem derartigen Längselement
Anmelder Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH, 85521 Ottobrunn, DE
Vertreter Meissner, Bolte & Partner GbR, 80538 München
DE-Aktenzeichen 202007004133
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 27.09.2007
Registration date 23.08.2007
Application date from patent application 21.03.2007
IPC-Hauptklasse E01B 25/32(2006.01)A, F, I, 20070321, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Längselement, insbesondere ein Statorpaket, eine Seitenführungsschiene, eine Gleitleiste und dgl., eines Magnetbahnfahrweges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner einen Magnetbahnfahrweg mit einem derartigen Längselement.

Magnetschnellbahnen sind mit Trag- und Führmagneten ausgerüstet, die das Fahrzeug im Fahrbetrieb von unten an den Fahrweg heranziehen, bzw. seitlich in der Spur halten. Die Tragmagneten wirken dabei mit Statorpaketen zusammen, die unterhalb und entlang des Fahrweges angeordnet sind und eine Wanderfeldwicklung aufweisen. Die Statorpakete bilden zusammen mit den Tragmagneten des Fahrzeuges einen synchronen Langstator-Linearmotor. Das in den Statorpaketen erzeugte elektromagnetische Wanderfeld zieht die Magnetschnellbahn durch die als Erregerteil wirkenden Tragmagneten mit.

Für die seitliche Führung des Fahrzeugs sind Seitenführungsschienen am Fahrweg angebracht, die mit den Führmagneten am Fahrzeug zusammen wirken.

Bekannte Längselemente bestehen aus einem Statorpaket, das mit Halteschienen quer zur Fahrtrichtung verbunden ist. Diese sind komplementär zu Formnuten ausgebildet, die in einem Obergurt vorgesehen sind. Bei der Montage werden die Halteschienen in die entsprechenden Formnuten eingeschoben und von oben mit dem Obergurt verschraubt. Dazu sind im Obergurt entsprechende Durchgangsbohrungen angeordnet, die mit Gewindebohrungen in den Halteschienen im montierten Zustand fluchten. Das Statorpaket kann somit mit dem Obergurt fest verbunden werden.

Die Formnuten halten das Statorpaket, wenn eine oder mehrere der beiden Schraubverbindungen zwischen dem Statorpaket und dem Obergurt bricht bzw. brechen. Dabei sind die Formnuten mit Spiel ausgebildet, so dass diese nur im Versagensfall belastet werden. Man spricht von einer kalten Redundanz.

Generell besteht bei derartigen Systemen das Problem, dass der Fahrweg einer Magnetschnellbahn aus einer Vielzahl von Statorpaketen und entsprechenden Befestigungsvorrichtungen zusammengesetzt ist und somit komplexe, gestückelte Fahrschienen aufweist. Diese Fahrschienen benötigen Beobachtungssysteme, die unvermeidliche technische Fehler in den Befestigungselementen möglichst im laufenden Betrieb erkennen können. Hierfür existieren bereits in den Magnetfahrzeugen eingebaute elektronische Messsysteme, die Schienenversätze im laufenden Betrieb sicher erkennen sollen.

Allerdings sind die üblichen Befestigungssysteme für Statorpakete steif und aus Sicherheitsgründen überdimensioniert ausgeführt. Die geometrischen Veränderungen bei etwaigen Fehlern sind daher sehr klein und dementsprechend schwierig zu erfassen. Bei dem vorstehend beschriebenen System kommt noch hinzu, dass das Spiel der Formnuten durch Verschmutzung stark verringert bzw. gänzlich aufgehoben werden kann, so dass die ohnehin geringe Lageänderung des Statorpaketes bei Versagen einer Befestigung weiter verringert und eine Fehlerdetektion erschwert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Längselement so zu verbessern, dass eventuelle Fehler sicher detektiert werden können. Ferner soll ein Magnetbahnfahrweg mit einem derartigen Längselement angegeben werden.

Im Hinblick auf das Längselement wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 1 oder 12 und im Hinblick auf den Magnetbahnfahrweg den Gegenstand des Anspruches 11 oder 23 erfindungsgemäß gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, ein Längselement eines Magnetbahnfahrweges, insbesondere ein Statorpaket, eine Seitenführungsschiene, eine Gleitleiste und dgl., vorzusehen, das mindestens eine Halteeinrichtung zur Befestigung des Längselementes an mindestens einer Halterung und mindestens ein Spannelement aufweist, wobei das Spannelement zur Aufbringung einer Haltekraft der mindestens einen Halteeinrichtung entgegenwirkenden Spannkraft zwischen der mindestens einen Halterung und dem Längselement angeordnet ist.

Die Erfindung hat unter anderem den Vorteil, dass durch die Spannkraft eine definierte Auslenkung des Längselementes erfolgt, wenn die bzw. eine der Halteeinrichtungen versagt. Eine sichere Fehleroffenbarung ist durch die damit verbundene gezielte Verstärkung der geometrischen Lageänderung des Längselementes gewährleistet.

Das Spannelement kann eine entsprechend angebrachte Schraubenfeder, Torsionsfeder oder Drehstabfeder, Biegefeder, insbesondere Blattfeder oder Tellerfeder, sein. Vorzugsweise umfasst jede Halteeinrichtung mindestens eine Feder, insbesondere eine Tellerfeder, die als Spannelement dient. Die Spannkraft wird also vorzugsweise durch Federn induziert, wobei die Spannkraft zwischen der mindestens einen Halterung und dem Längselement, beispielsweise deren Halteeinrichtungen, wirkt.

Insgesamt bietet die Erfindung den Vorteil, dass aufgrund der definiert verstärkbaren geometrischen Veränderung des Längselementes durch die Beaufschlagung mit der Spannkraft eine Fehleroffenbarung ermöglicht wird, die mit herkömmlichen Messsystemen zuverlässig erfasst werden kann. Es versteht sich, dass die Spannkraft zumindest im Normalbetrieb, also ohne Auftreten eines Fehlers, gegeben ist. Nach Auftreten eines Fehlers kann die Spannkraft sinken oder gänzlich aufgehoben sein. Dieser Zustand, d.h. wenn die Wirkung der Erfindung eingetreten ist, wird von der Erfindung mitumfasst und ist durch die relativ große geometrische Lageänderung des Längselementes gekennzeichnet.

Vorzugsweise richtet sich die Spannkraft des mindestens einen Spannelementes entgegen einer Haltekraft der mindestens einen Halteeinrichtung.

Mindestens ein Spannelement kann derart angeordnet sein, dass es durch das Befestigen des Längselementes gespannt wird. Die Spannkraft wird somit im Zuge der Befestigung des Längselementes vorteilhaft aufgebaut.

Das Längselement kann Ausnehmungen, insbesondere an der mindestens einen Halteeinrichtung, umfassen, in denen die Spannelemente angeordnet sind. Beim Befestigen der Längselemente werden die Spannelemente dann derart in den Ausnehmungen versenkt, dass ein formschlüssiges Befestigen der mindestens einen Halteeinrichtung an der mindestens einen Halterung möglich ist. Eine Beschädigung des Spannelementes durch ein übermäßiges Anziehen der zugehörigen Befestigungen bei der Montage des Längselementes wird vermieden. Die Montage ist einfach und effektiv.

Vorzugsweise umfasst das Längselement zusätzlich eine Sicherungseinrichtung, die im Betrieb im Wesentlichen lastfrei oder zumindest betriebslastfrei angeordnet ist.

Die Sicherungseinrichtung übernimmt eine Haltefunktion für das Längselement, wenn die Halteinrichtung bzw. mehrere Halteinrichtungen versagen.

Die Ersetzung der Halteeinrichtung durch eine lastfreie oder zumindest betriebslastfreie Sicherungseinrichtung oder das Hinzufügen dieser ist nicht zwingend, führt aber zu besonderen Vorteilen, die gesondert erläutert werden.

Dabei kann die Sicherungseinrichtung komplett lastfrei angeordnet sein oder zumindest eine Last übertragen, die geringer als die Betriebslast ist bzw. geringer als eine der aus der Betriebslast resultierenden Haltekräfte der Halteinrichtungen. Die lastfreie Anordnung der Sicherungseinrichtung (kalte Redundanz) bedeutet, dass die Sicherungseinrichtung nur für den Versagensfall ausgelegt sein muss.

Daneben ist es auch möglich, die Sicherungseinrichtung zur Übertragung der Betriebslast anzupassen (heiße Redundanz).

Die Sicherungseinrichtung kann einen Auslenkbereich zur Auslenkung des Längselementes bei Versagen der bzw. wenigstens einer der Haltereinrichtungen aufweisen. Durch den Auslenkbereich kann die lastfreie Anordnung der Sicherungseinrichtung auf einfache Weise verwirklicht werden. Außerdem wird dadurch sichergestellt, dass eine messtechnisch sicher erfassbare geometrische Lageänderung des Längseinbaus erfolgt, wenn die oder eine der Halteeinrichtungen versagt.

Zur Erzeugung der Spannkraft kann das Längselement eine innere Spannung aufweisen, die beispielsweise durch eine Längskrümmung oder durch eine Torsion des Längselementes um die Längsachse bewirkt wird. Letzteres ist besonders für die Vorspannung eines als Seitenführung dienenden Längselementes denkbar. Die Aufprägung einer inneren Spannung ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, die Spannkraft zu erzeugen.

Eine weitere, gleichwertige Möglichkeit die Spannkraft aufzubringen, besteht darin, ein Spannelement vorzusehen, das der Sicherungseinrichtung zugeordnet ist. Auch hierdurch ist es möglich, das Längselement gezielt im Bereich der Sicherungseinrichtung mit der Spannkraft zu beaufschlagen.

Eine besonders günstige Anordnung wird dadurch erreicht, dass bei einer weiteren Ausführungsform die Sicherungseinrichtung zwischen zwei Halteeinrichtungen vorgesehen ist. Das bedeutet, dass eine Sicherungseinrichtung gleichzeitig zwei Halteeinrichtungen zugeordnet ist und somit eine kompakte und effiziente Bauweise ermöglicht.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst jeweils eine Halteeinrichtung eine quer zur Längsachse des Längselements angeordnete Traverse zur Verbindung des Längselements mit dem Magnetbahnfahrweg. Dadurch wird eine stabile Befestigung des Längselements erreicht.

Dabei kann ein Obergurt vorgesehen sein, an dem die Traverse befestigt ist, wobei das Spannelement zwischen dem Obergurt bzw. -halterung und der Traverse bzw. Halteeinrichtung angeordnet ist. Damit wird auf einfache Weise die Beaufschlagung des Längseinbaus mit der Spannkraft entgegen der Haltekraft bewirkt. Andere Anordnungen des Spannelementes sind ebenfalls möglich.

Die Sicherungseinrichtung kann eine oder mehrere Lagerflächen aufweisen, die von der Traverse im lastfreien Zustand beabstandet angeordnet sind. Die Sicherungseinrichtung ist somit mit Spiel, d.h. lastfrei angeordnet. Die Lagerflächen kommen im Versagensfall zum Einsatz und bilden einen Anschlag für die ausgelenkte Traverse.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft mit weiteren Einzelheiten anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.

In diesen zeigen schematisch

1 eine Draufsicht auf eine Befestigungsvorrichtung nach einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

2 einen Querschnitt durch die Befestigungsvorrichtung gemäß 1 im Bereich der Sicherungseinrichtung;

3 eine Seitenansicht der Befestigungsvorrichtung gemäß 1;

4 eine Seitenansicht einer Befestigungsvorrichtung nach einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; und

5 eine Seitenansicht einer Befestigungsvorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel

In den 1 bis 3 ist ein Längselement nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit den wichtigsten Bauteilen schematisch dargestellt, wie es in Fahrwegsystemen für Magnetschnellbahnen zum Einsatz kommt. Unter Längselementen werden allgemeine längliche Komponenten verstanden, deren Längserstreckung entlang der Fahrtrichtung der Magnetschnellbahn verläuft.

In an sich bekannter Weise ist das Längselement an der Unterseite eines seitlich nach außen vorstehenden Kragarmes (nicht dargestellt) einer Fahrwegtrasse angeordnet und umfasst ein Statorpaket 19. Der Kragarm wird vom Fahrwerk der Magnetschnellbahn derart umgriffen, dass die Tragmagneten des Fahrzeuges unterhalb des Statorpaketes 19 angeordnet sind. Seitlich oberhalb des Statorpaketes 19 sind an der Außenseite des Kragarmes Seitenführungsschienen (nicht dargestellt) vorgesehen, die mit entsprechend angeordneten Führungsmagneten des Fahrzeuges zusammen wirken. Auf der Oberseite des Kragarmes sind Gleitleisten (nicht dargestellt) angeordnet, auf denen Kufen der Magnetschnellbahn aufsetzen, wenn das Fahrzeug nicht im Schwebebetrieb ist. Das Statorpaket 19, die Seitenführungsschienen und die Gleitleisten sind im Wesentlichen U-förmig angeordnet.

Das Statorpaket 19 weist Nuten auf, in der eine dreiphasige Antriebswicklung angeordnet ist (nicht dargestellt). Das Statorpaket ist aus gegeneinander isolierten Blechlamellen (Trafoblech) zusammengesetzt. Die Seitenführungsschiene ist aus Vollmetall und die Gleitleiste allgemein aus Vollmaterial hergestellt.

Das Längselement umfasst generell eine Befestigungsvorrichtung, die zusammen mit dem Längselement eine einheitlich handhabbare Baueinheit bildet. Das Längselement kann allgemein als Einbauelement eines Magnetbahnfahrweges oder als Fahrwegkomponente einer Magnetbahn angesehen werden. Das Längselement und die Befestigungsvorrichtung sind zur Wartung bzw. Montage/Demontage lösbar miteinander verbunden. Die im Zusammenhang mit dem Statorpaket 19 nachfolgend erläuterte Befestigungsvorrichtung kann auch zur Befestigung von Seitenführungsschienen bzw. Seitenführungen und Gleitleisten bzw. generell für Längseinbauten oder andere Komponenten eines Magnetbahnfahrweges verwendet werden.

Die Befestigungsvorrichtung bzw. das Statorpaket 19 gemäß den 1 bis 3 weist drei Halteeinrichtungen 10, 11, 12 auf. Es ist auch denkbar, nur zwei Halteeinrichtungen 11, 12 (vgl. 4 und 5) oder mehr als drei Halteeinrichtungen, beispielsweise vier oder fünf Halteeinrichtungen vorzusehen. Von den drei Halteeinrichtungen 10, 11, 12 der 1 bis 3 ist eine Halteeinrichtung 10 als Sicherungseinrichtung 10' ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Aufbau der Sicherungseinrichtung 10' prinzipiell dem Aufbau der Haltereinrichtung 10 entspricht. Konkret handelt es sich um eine Schraubenanordnung.

Es ist auch möglich, eine Sicherungseinrichtung zu verwenden, die eine andere Bauweise als die Halteeinrichtung aufweist, beispielsweise ein Nut-Federsystem. Für den Fall, dass mehr als drei Halteeinrichtungen vorgesehen sind, können auch entsprechend mehr Sicherungseinrichtungen eingesetzt sein. Eine derartige oder ähnliche Sicherungseinrichtung lässt sich auch für die Ausführungsbeispiele gemäß den 4 oder 5 verwenden. Bei entsprechender Dimensionierung sind auch in diesen Ausführungsbeispielen mehre Sicherungseinrichtungen denkbar.

Die drei Halteeinrichtungen 10, 11, 12 der 1 bis 3 weisen jeweils eine Traverse 15 auf, die quer zum Statorpaket 19 angeordnet ist. Diese Traverse 15 hält an ihrer Unterseite das Statorpaket 19 und ist an der Oberseite mit einem Obergurt 16 verbunden. Der Obergurt 16 ist wiederum mit dem (nicht dargestellten) Kragarm des Fahrweges verbunden. Die Befestigung des Statorpaketes 19 an den jeweiligen Traversen 15 erfolgt durch eine formschlüssige Verbindung, gegebenenfalls unterstützt durch eine Klebeverbindung. Andere Verbindungsarten sind ebenfalls möglich.

Die Befestigung der Traversen 15 am Obergurt 16 erfolgt jeweils durch eine Schraubverbindung, wobei die Traversen 15 im Bereich der beiden axialen Enden jeweils zwei Durchgangsbohrungen 20 aufweisen.

Im Obergurt 16 bzw. der Halterung sind entsprechend angeordnete Gewindebohrungen vorgesehen, so dass die Traversen 15 durch Schrauben 21 mit dem Obergurt 16 verbunden werden können bzw. im montierten Zustand verbunden sind. Dabei sind die beiden äußeren Traversen 15 fest mit dem Obergurt 16 verschraubt bzw. generell so verbunden, dass eine Betriebslast, die auf das Statorpaket 19 wirkt, in den Obergurt 16 und somit in die Trasse eingeleitet wird.

In dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist die zwischen den beiden äußeren Halteeinrichtungen 11, 12 angeordnete mittlere Halteeinrichtung 10 als lastfreie Sicherungseinrichtung 10' ausgebildet. Dazu weist die Sicherungseinrichtung 10' prinzipiell denselben Verbindungsaufbau auf, wie die beiden äußeren Halteeinrichtungen 11, 12. Zusätzlich ist zwischen der Traverse 15, der Sicherungseinrichtung 10' und dem Obergurt 16 ein Spannelement 13 angeordnet, beispielsweise eine oder mehrere Beilagscheiben. Dadurch wird eine Verspannung des Statorpaketes 19 durch Auslenkung der beiden Befestigungspunkte der mittleren Traverse 15 erreicht, wobei das Statorpaket 19 als Blattfeder wirkt. Die beiden Schrauben 21 der mittleren Traverse 15 sind mit Spiel montiert, so dass sich zwischen den beiden Auflageflächen bzw. Lagerflächen 17, 18 der Schrauben 21 und der Traverse 15 ein Auslenkbereich 14 bildet. Der in den Figuren dargestellte Auslenkbereich 14 ist nicht maßstäblich zu verstehen.

Die mittleren Schrauben 21 bzw. allgemein das Sicherungselement 10' ist somit lastfrei montiert, wobei in diesem Bereich die durch das Spannelement 13 hervorgerufene Spannkraft auf das Statorpaket 19 wirkt und eine innere Spannung induziert.

Im Versagensfall, d. h. wenn die Haltefunktion einer der beiden oder beider Außentraversen 15 versagt, wird aufgrund der entgegen der Haltekraft wirkenden Spannkraft im Bereich des Sicherungselementes 10' und der dadurch induzierten Spannung das Statorpaket 19 nach unten ausgelenkt, d. h., das Statorpaket 19 erfährt eine geometrische Lageänderung, die durch eine Bewegung entlang des Auslenkbereiches 14 der beiden mittleren Schrauben 21 unterstützt sein kann. Die an sich geringfügige geometrische Lageänderung des Statorpaketes 19 wird durch die Spannkraft gezielt verstärkt, sodass ein messtechnisch sicher erfassbarer Schienenversatz bzw. generell eine Änderung der relativen Lage eines Schienenelementes zum Nachbarelement (bspw. bei bereits bestehendem Versatz) eintritt. Dieser Versatz bzw. die relative Lageänderung kann insbesondere mit bereits bestehenden Mess- bzw. Beobachtungssystemen sicher detektiert werden.

Der Auslenkbereich 14, bzw. die mit Spiel montierte Sicherungseinrichtung 10' stellt sicher, dass die Sicherungseinrichtung 10', konkret die beiden mittleren Schrauben 21, im Normalbetrieb, also wenn kein Fehler auftritt, lastfrei ist. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders vorteilhaft, da sowohl die Sicherungsfunktion als auch die Fehleroffenbarung optimal gewährleistet sind.

Außerdem können die Schrauben 21 theoretisch auch fest angezogen werden, so dass die Betriebslast übertragen wird.

In beiden Fällen wird durch die Spannkraft eine innere Vorspannung des Längselementes induziert, die eine Auslenkung des Längselementes im Bereich der versagenden Halteeinrichtung bewirkt. Wenn beispielsweise bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 3 die rechte Halteeinrichtung 12 bricht, wird das rechte Ende des Statorpaketes 19 aufgrund der im Bereich der mittleren Halteeinrichtung 10 bzw. Sicherungseinrichtung 10' eingeleiteten Spannkraft nach unten ausgelenkt. Es ist ersichtlich, dass dieser Effekt eintritt, wenn die mittleren Schrauben 21 lastfrei oder betriebskraftbeaufschlagt sind, wobei die lastfreie Ausführung die besonders bevorzugte Variante darstellt.

Außerdem ist die Sicherheit des Gesamtsystemes gewährleistet, da die Sicherungseinrichtung 10', konkret die beiden Auflageflächen 17, 18 der mittleren Schrauben 21, eine Haltefunktion übernehmen, wenn das Statorpaket 19 belastet wird. Die beiden Lagerflächen 17, 18 bilden einen einstellbaren Anschlag, der eine Auslenkung des Statorpaketes 15 in einem sicherheitstechnisch tolerierbaren Bereich begrenzt.

Generell kommt es bei dem Längselement bzw. dem System aus Statorpaket 19 und Befestigungsvorrichtung darauf an, dass das Längselement zumindest im Bereich der Sicherungseinrichtung 10', d. h. konkret im Bereich der mittleren Traverse 15 mit einer Spannkraft beaufschlagt ist bzw. das Längselement vorgespannt ist. Die Spannkraft bzw. Vorspannung dient zum einen zur Verstärkung einer geometrischen Lageänderung des Längselementens zur besseren Detektierbarkeit des Fehlers. Zum anderen wird durch die Vorspannung des Längselementes im Ausgangszustand, wo noch kein Fehler vorliegt, erreicht, dass sich dieses dynamisch wie ein mehrfach gelagerter Balken, insbesondere wie ein dreifach gelagerter Balken verhält und somit nur die höherfrequenten Eigenschwingformen des dreiachsig gelagerten Balkens und nicht die niederfrequenten Eigenschwingungsformen eines zweiachsig gelagerten Balkens angeregt werden. Dies hat zur Folge, dass eine der Halteeinrichtungen, insbesondere die mittlere Halteeinrichtung 10 lastfrei, zumindest betriebslastfrei, angeordnet sein kann. Damit ist die Voraussetzung geschaffen, dass die mittlere Halteeinrichtung 10 als kaltredundante Sicherungseinrichtung 10' fungiert, die ab Eintreten des Versagensfalls eine Haltefunktion übernehmen kann.

Das Längselement bzw. das System aus Statorpaket 19 und Befestigungsvorrichtung gemäß den 1 bis 3 ermöglicht somit eine verbesserte Fehleroffenbarung, wobei gleichzeitig die Sicherheit des Systems zuverlässig gewährleistet ist.

Es ist auch denkbar, die Spannkraft nur zur Verstärkung der geometrischen Lageänderung des Längselementes zu verwenden, so dass die Sicherungseinrichtung 10' im Betrieb belastet angeordnet ist (heiße Redundanz). Dies wäre bei einer Seitenführungsschiene der Fall, die an vier Stellen, konkret in den vier Ecken, befestigt, bspw. verschraubt und durch eine Torsionskraft oder anderweitig vorgespannt ist. Dabei dient jeweils eine der beiden Schrauben an einem Ende der Seitenführungsschiene sowohl als Halteeinrichtung als auch als Sicherheitseinrichtung, wenn die andere Schraube bricht. Durch die Vorspannung wird die Seitenführungsschiene im Versagensfall in dem Bereich ausgelenkt, in dem die Schraube gebrochen ist.

In diesem Fall entspricht die Halteeinrichtung der Sicherungseinrichtung (heiße Redundanz).

Anstelle des Spannelementes 13 kann die Spannkraft auch auf andere Weise aufgebracht werden. Beispielsweise ist es möglich, dass Längselement bzw. konkret das Statorpaket 19 in Längsrichtung vorzuspannen, beispielsweise durch eine Krümmung des Statorpaketes 19 in Längsrichtung, wobei das gekrümmte bzw. vorgebogene Statorpaket 19 zwischen den beiden äußeren Halteeinrichtungen 11, 12 gerade eingespannt ist. Dadurch wird das Statorpaket 19 zumindest im Bereich der mittleren Traverse 15 durch eine Spannkraft beaufschlagt, die aus der inneren Spannung im Statorpaket 19 resultiert.

Außerdem ist es möglich, dass Spannelement 13 in die jeweiligen Traversen 15 zu integrieren, beispielsweise indem die mittlere Traverse höher ausgeführt ist als die beiden seitlichen Traversen.

Insbesondere bei der Ausführung des Längselementes als Seitenführungsschiene kann die Spannkraft durch Torsion der Seitenführungsschiene um eine Längsachse derselben erreicht werden. Die Seitenführungsschiene ist jeweils im Bereich der Ecken mit dem Fahrweg verbunden. Sobald eine der vier Verbindungen bricht, verdreht sich die Seitenführungsschiene derart, dass die entsprechende Ecke ausgelenkt und messtechnisch erfassbar ist.

Anstelle der beschriebenen Schraubverbindungen, können auch andere Halteelemente eingesetzt werden, beispielsweise Klemmverbindungen, sofern gewährleistet ist, dass eine der Halteeinrichtungen als lastfrei angeordnete Sicherungseinrichtung ausgebildet ist. Eine Kombination aus verschiedenen Halteelementen für die Sicherungseinrichtung 10' und die übrigen Halteeinrichtungen 11, 12 ist ebenfalls möglich. Beispielsweise könnte die Sicherungseinrichtung 10' als Nut-/Federverbindung ausgeführt sein, die ein geeignetes Spiel aufweist und mit einer Vorspannkraft beaufschlagt ist.

Die Erfindung kann sowohl zur Befestigung der Statorpakete und Seitenführschienen als auch von Gleitleisten eingesetzt werden.

Die durch die innere Vorspannung bewirkte geometrische Lageänderung des Längselementes hat insbesondere den Vorteil, dass die dadurch erreichbare Fehleroffenbarung auch gegeben ist, wenn keine Fahrzeuglast bei der Überfahrt aufgebracht wird. Dies gilt sowohl für die Statorpakete 19 und im besonderen Maße für die Seitenführungsschienen und Gleitleisten. Auf die Seitenführungsschienen üben die Führmagnete bei neutraler Geradeausfahrt des Fahrzeuges keine oder nur geringe Kräfte aus. Auf die Gleitleisten werden im Normalbetrieb bei Überfahrt keine Kräfte ausgeübt. Insofern ist die verbesserte Fehleroffenbarung auch für die Seitenführungsschienen und Gleitleisten relevant.

Der gleiche fehleroffenbarende Effekt wird auch mit den Befestigungsvorrichtungen gemäß den 4 und 5 erzielt. Dieses zweite und dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich jedoch wesentlich von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, da die Spannung, die im Versagensfall zur geometrischen Lageänderung des Längselementes führt, nicht durch die innere Vorspannung des Längselementes sondern durch elastische Spannelemente induziert wird. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel sorgt also das Spannelement nicht dafür, dass ein anderes Element, nämlich das Statorpaket 19, beim Befestigen gespannt wird, sondern nimmt die Spannkraft selbst auf. Das Spannelement dient also als Energiespeicher, der die gespeicherte Energie im Versagensfall ganz oder teilweise abgibt, um eine erkennbare Lageänderung des Längselementes zu gewährleisten.

Die Längselemente gemäß dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel sind ähnlich aufgebaut wie das Längselement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Längselemente umfassen jeweils ein Statorpaket 19 und zwei quer zum Statorpaket 19 angeordnete Halteeinrichtungen 11, 12. Wie bereits in 1 gezeigt, erstrecken sich die Halteeinrichtungen 11, 12 quer über die Oberseite des Statorpaketes 19 und weisen jeweils zwei Durchgangsbohrungen 20 auf, mit denen sich das Längselement an mindestens einer Halterung befestigen lässt. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen bildet der Obergurt 16 die Halterung, die wiederum Gewindebohrungen 20' zur Aufnahme von Schrauben 21 aufweist. Mittels dieser Schrauben 21 lassen sich die Halteeinrichtung 11, 12 und somit das Längselement an den Obergurt 16 montieren.

Im Ausführungsbeispiel gemäß der 4 weisen die Halteeinrichtungen 11, 12 Aussparungen 23 auf, die jeweils mit einer der Durchgangsbohrungen 20 korrespondieren. Die zwei Halteeinrichtungen 11, 12 umfassen also insgesamt vier Aussparungen 23, die jeweils paarweise in die Halteeinrichtungen 11, 12 eingelassen sind. In der Draufsicht auf die Befestigungsvorrichtung hat jede Aussparung 23 eine quadratische Form, wobei das Zentrum mit der jeweiligen Durchgangsbohrung 20 zusammen fällt.

In den Aussparungen 23 ist jeweils eine Tellerfeder 40 derart angeordnet, dass im nichtangebrachten Zustand des Längselementes ein Teil der Tellerfeder 40 über die Kontaktfläche der jeweiligen Halteeinrichtung 11 oder 12 mit dem Obergurt 16 herausragt. Bei der Montage des Längselementes, wobei die Schrauben 21 durch die Tellerfedern 40 geführt werden und mit den Gewindebohrungen 20' des Obergurtes 16 verschraubt werden, spannen sich die Tellerfedern 40. Bei der Montage werden die Schrauben 21 solange angezogen, bis die Kontaktflächen der Halteeinrichtungen 11, 12 an dem Obergurt 16 ansetzen. Die Tellerfedern 40 befinden sich dann in einem gespannten Zustand und ragen nicht mehr über die Aussparungen 23 hinaus.

Die Spannkraft der Tellerfedern 40 ist der Haltekraft der Schrauben 21 entgegengerichtet. Im Versagensfall der Schrauben 21 bewirkt die durch die Tellerfedern 40 induzierte Spannkraft eine verstärkte Auslenkung des Statorpaketes 19. Diese definierte Auslenkung erleichtert wie bereits beschrieben die Detektion des aufgetretenen Fehlers. Die Auslenkung kann in Form einer Rotation und/oder Torsion je nach Art des Versagens der Vorrichtung und deren Ausbildung auftreten.

Wie bereits weiter oben angesprochen kann auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel eine oder mehrere Sicherungseinrichtungen 10' vorgesehen werden, die die Auslenkung im Versagensfall beschränken und/oder eine Redundanzhalteeinrichtung bereitstellen.

Das dritte Ausführungsbeispiel, gezeigt in 5, weist ebenfalls ein elastisches Spannelement 13 auf. Das Spannelement 13 ist hier in Form einer Blattfeder 42 verwirklicht. Diese Blattfeder 42 ist mittig zwischen zwei Halteeinrichtungen 11, 12, die wiederum auf einem Statorpaket 19 montiert sind, angeordnet. Die Blattfeder 42 ist durch eine Schweißverbindung mit dem Statorpaket 19 verbunden. Andere Verbindungen wie beispielsweise Schraubverbindungen sind ebenfalls denkbar. Im angebrachten Zustand des Längselementes induziert die Blattfeder 42 eine Spannung zwischen der Halterung (hier der Obergurt 16) und dem Statorpaket 19. Auch diese Spannung wirkt der Haltekraft der Halteeinrichtungen 11, 12 entgegen und sorgt im Versagensfall für eine verstärkte Auslenkung. Die bereits beschriebenen Vorteile einer derartigen Konstruktion ergeben sich in gleicher Weise wie bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel. Im Gegensatz zum zweiten Ausführungsbeispiel kann mit der Blattfeder 42 das Versagen, z. B. der Bruch, der Halteeinrichtungen 11, 12 detektiert werden.

Anstelle der einen Blattfeder 42 können auch mehrere Federn der gleichen oder einer anderen Art vorgesehen sein, die die Spannkraft induzieren.

Generell ist auch möglich, die Ansätze der einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiele zu kombinieren und so ein optimal auf die Anforderungen abgestimmtes Längselement für einen Magnetbahnfahrweg bereitzustellen.

10, 11, 12
Halteeinrichtungen
10'
Sicherungseinrichtung
13
Spannelement
14
Auslenkbereich
15
Traverse
16
Obergurt
17, 18
Lagerflächen
19
Statorpaket
20
Durchgangsbohrung
20'
Gewindebohrung
21
Schraube
23
Aussparung
40
Tellerfeder
42
Blattfeder


Anspruch[de]
Längselement eines Magnetbahnfahrweges, insbesondere Statorpaket, Seitenführungsschiene, Gleitleiste und dgl., mit mindestens einer Halteeinrichtung (10, 11, 12) zur Befestigung des Längselements (19) an mindestens einer Halterung (16) des Magnetbahnfahrweges, gekennzeichnet durch mindestens ein Spannelement (13, 40, 42), das zur Aufbringung einer einer Haltekraft der mindestens einen Halteeinrichtung (10, 11, 12) entgegenwirkenden Spannkraft zwischen der mindestens einen Halterung (16) und dem Längselement (19) angeordnet ist. Längselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Halteeinrichtung (10, 11, 12) mindestens eine Feder, insbesondere eine Tellerfeder (40), als Spannelement (13) umfasst. Längselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Spannelement (13, 40, 42) derart angeordnet ist, dass es durch das Befestigen des Längselement (19) gespannt wird. Längselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ausnehmungen (23), insbesondere an der mindestens einen Halteeinrichtung (10, 11, 12), in denen die Spannelemente (13, 40, 42) angeordnet sind. Längselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sicherungseinrichtung (10'), die im Betrieb im Wesentlichen lastfrei oder zumindest betriebslastfrei angeordnet ist. Längselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (10') einen Auslenkbereich (14) zur Begrenzung der Auslenkung des Längselementes (19) bei Versagen der bzw. einer der Halteeinrichtungen (11, 12) aufweist. Längselement einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Spannelement (13) im Bereich oder an der Sicherungseinrichtung (10') angeordnet ist. Längselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (10') zwischen zwei Halteeinrichtungen (11, 12) angeordnet ist. Längselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Halteeinrichtung (10, 11, 12) eine quer zur Längsachse des Längselements (13) angeordnete Traverse (15) zur Verbindung mit dem Magnetbahnfahrweg umfasst. Längselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (10') eine oder mehrere Lagerflächen (17, 18) aufweist, die von der Traverse (15) im lastfreien Zustand beabstandet angeordnet sind. Magnetbahnfahrweg mit wenigstens einem, insbesondere einer Vielzahl von Längselementen nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Längselement eines Magnetbahnfahrweges, insbesondere Statorpaket, Seitenführungs-schiene, Gleitleiste und dgl., mit wenigstens einer Halteeinrichtung (10, 11, 12) und wenigstens einer Sicherungseinrichtung (10'), dadurch gekennzeichnet, dass das Längselement wenigstens im Bereich der Sicherungseinrichtung (10') mit einer Spannkraft beaufschlagt ist. Längselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkraft einer Haltekraft der Halteeinrichtung (10, 11, 12) entgegen wirkt. Längselement nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (10') im Betrieb im Wesentlichen lastfrei oder zumindest betriebslastfrei angeordnet ist. Längselement nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (10') einen Auslenkbereich (14) zur Auslenkung des Längselementes bei Versagen der bzw. einer der Halteeinrichtungen (10, 11, 12) aufweist. Längselement nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Längselement eine innere Spannung zur Erzeugung der Spannkraft aufweist. Längselement nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannelement (13) zur Aufbringung der Spannkraft vorgesehen ist, das der Sicherungseinrichtung (10') zugeordnet ist. Längselement nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Längselement zur Aufbringung der Spannkraft entsprechend verformt ist. Längselement nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Sicherungseinrichtung (10') zwischen zwei Halteeinrichtung (10, 11, 12) angeordnet ist. Längselement nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Halteeinrichtung (10, 11, 12) eine quer zur Längsachse des Längselements (13) angeordnete Traverse (15) zur Verbindung mit dem Magnetbahnfahrweg umfasst. Längselement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Obergurt (16) vorgesehen ist, an dem die Traverse (15) befestigt ist, wobei das Spannelement (13) zwischen dem Obergurt (16) und der Traverse (15) der Sicherungseinrichtung (10') angeordnet ist. Längselement nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (10') eine oder mehrere Lagerflächen (17, 18) aufweist, die von der Traverse (15) im lastfreien Zustand beabstandet angeordnet sind. Magnetbahnfahrweg mit wenigstens einem, insbesondere einer Vielzahl von Längselementen nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 22.






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