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Die Erfindung betrifft eine z.vangsgeführte Schnellbahn, Stand der
Technik mit Fundstellen Bekannt sind Schnellbahnen aus: IEEE TRANSACTIONS ON MAGNEXICS,
September 1974 VOLUME MAG-10 NUMBER 3 Experimental Magnetic-Levitation Vehicle INTERMAG
1974, TORONTO Bericht: LABORATORY STUDIES OF MAGNETIC LEVITATION IN TUE THIN TRACK
LIMIT Bericht: FORCE CALCULATIONS FOR HYBRID (FERRO-NULLFLUX) IOW-DRAG SYSTEMS Bericht:
SURVEY OF BASIC MAGNETIC LEVITATION RESEARCH IN ERLANGEN Titelblätter der Broschüre
mit Berichten sind im Anhang als Kopien beigelegt Buch: VERKEHR, Verfasser: Herrmann
Schreiber Carl Habel Verlagsbuchhandlung, Darmstadt 1972 Seite 16, 18, 38 (Abbildung),
44, 65, 66, 69, 89 (Abbildung) Kritik des Standes der Technik Die bekannten Systeme
haben folgende Nachteile: Der Schwerpunkt des Fahrzeuges liegt bei allen Magnet
schwebebahnen über dem Unterstützungspunkt.
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Bei der Kurvenfahrt ist nur die Schräglage des Fahrzeuges möglich,
die ihm durch die Schiene vorgegeben ist. Nur bei einer bestimmten Geschwindigkeit
wirkt die Schwerkraft das Fahrzeuges rechtwinklig auf die Schienentrasse, so daß
keine seitlichen Schubkrafte wirken.
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609885/0039
Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, ein Schnellbahnsystem zu schaffen, bei dem das Fahrzeug bei Kurvenfahrt
selbstregelnd entsprechend der auftretenden Fliehkraft eine Kurvenschräglage einnimmt.
Außerdem soll sich der Schwerpunkt des Fahrzeuges unterhalb des Aufhängepunktes
befinden.
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Lösung: Diese Aufgabe wird erfindungsgemaS dadurch gelöst wie im Anspruch
1 beschrieben: Schnellbahn mit einem Tragegerüst, an dem sich eine Schiene befindet,
die als Rohr ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr von einem Arm
größtenteils umfaSt wird, der an einem Triebwagen befestigt ist, und da,3 sich am
Arm Magnete befinden und zwischen den Magneten und der Schiene ein Luft spalt vorgesehen
ist.
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Weitere Ausgestal tung der Erfiiiinig: (Wiedergabe des kennzeichnenden
Teils der Anspruche 2 bis 4) Um eine solche Schnellbahn nach den Ansprüchen 2 und
3 zu verwirklichen, ist die Schiene, die als Rohr ausgebildet ist, hohl; in dem
Rohr ist ein angetriebener, beweglicher Kolben angeordnet, der Magnete aufweist,
die berührungslos durch das Rohr hindurch in Wirkverbindung mit am Arm des Triebwagens
befestigten Magneten stehen.
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Beim Anspruch 4 befinden sich am Arm des Triebwagens supraleitende
Magnete, die bei Bewegung des Fahrzeugs eine abstoßende Wirkung gegenüber dem Rohr
erzeugen; der Antrieb des Triebwagens erfolgt mit einem Linearmotor.
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Erzielbare Vorteile: Große Sicherheit, weil die Fahrzeugführung die
Schiene zum größten Teil umfaßt und dadurch eine Zwangsführung erreicht wird.
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Große Sicherheit, weil sich der Schwerpunkt des Fahrzeuges unterhalb
des Aufhängepunktes befindet Die auftretende Fliehkraft bei Survenfahrt gleicht
sich selbstregelnd durch entsprechende
Schräglage des Fahrzeuges
aus. Dadurch wird eine größere Sicherheit erreicht, und die Kurven konnen schneller
durchfahren werden.
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Auf Grund der Schienenform lagert sich auf der Schiene Schnee und
Schmutz nicht leichter, Au3erdem besteht bei extremen Bedingungen die Möglichkeit,
die Schiene abzudecken.
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Die Schiene hat auf Grund ihrer Rohrform ein hohes Widerstandsmoment.
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Beschreibung der Ausführungs beispiele: Anhand der in der Skizze Seite
10 dargestellten Figuren werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 die zwangsgeführte Schnellbahn in der Ansicht von
vorn.
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Die Stützen mit dem Querjoch bilden den Sonder (6). Am Stnder (6)
ist der Haltebalken (10) angebracht. An dem Haltebalken (10) ist der Steg (9) befestigt,
der im Rohr (8) endet. Das Fahrzeug (7), das zur Personenbeförderung dient, ist
hngend am Rohr (8) angebracht, welches von dem Arm des Fahrzeugs größtenteils umschlossen
wird. An dem Arm des Fahrzeugs (7) sind die fahrzeugseitigen Hub- und Führungsmagnete
(12) angebracht. Zwischen dem Arm des Fahrzeugs (7) und dem Rohr (8) ist ein Luftspalt.
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Fig. 2 die zwangsgeführte Schnellbahn in der Seitenansicht.
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Die Ständer (6) sind durch den Haltebalken (10) miteinander verbunden.
Das Rohr (8) ist die Schiene; sie dient dem Fahrzeug (7), das waagerecht über den
Luftspalt daran aufgehängt ist, zur Authfflngung und Führung. Das Fahrzeug ist mit
Fenstern und Türen versehen.
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Fig. 3 die Antriebskomponente mit der Anordnung der Hub-, Führungs-
und Mitnahmemagnete.
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Das Wirkungsprinzip ist entsprechend dem Patentanspruch 3 dadurch
gekennzeichnet, daß das Rhr (8) hohl ist und daß im Rohr ein beweglicher Kolben
(11) angeordnet ist, der über die Räder (18) von den Elektromotoren (19) angetrieben
wird. Der Kolben (11) weist
Magnete (13, 14 und 16) auf, die berührungslos
durch das Rohr (8) in Wirkverbindung ait am Arm des Triebwagens (7) befestigten
Magneten (12, 15 und 17) stehen.
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Je zwei Antriebsrder (18) und vier Stütz- und Führungsräder (22)
sind über das Gehäuse des Elek'romotors (19) miteinander verbunden. Die Verbindung
zu dem Kolben (11), der die Magnete tragt, wird über das Gelenk (30) hergestellt.
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Die Stromabnahme fiir die Elektromotoren erfolgt von den Stromschienen
(20) über die Stromahnehmer (21).
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Schnitt A-A zeigt das Hub-, Führungs- und Mitnahmesystem in Fahrtrichtung
für Fig. 3 und 4. Der Ringmagnet (13) im Kolben (11 bzw. 25) und die Magnete (12)
im Arm des Fahrzeugs, welche abstoßend wirken, tragen zum Heben und Führen des Fahrzeugs
bei. Der Magnet (15) in Ringausschnittform im Fahrzeug, der zum Ringmagneten (13)
im Kolben (11 bzw.
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25) anziehend wirkt, tragt zum Heben bei und verhindert außerdem
noch das Verschieben in Fahrtrichtung zwischen Kolben (11 bzw. 25) und Fahrzeug
(7).
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Schnitt B-B zeigt die Magnetanordnung in Kolben (11 bzw. 25) und Fahrzeug
(7), die das Fahrzeug heben, führen und die radiale Verschiebung quer zur Fahrtrichtung
zwischen Kolben (11 bzw. 25) und Fahrzeug (7) verhindern. Die beiden Magnete (12)
im Fahrzeug (7), die zum Magneten (14) in Ringaussohnittform im Kolben (11 bzw.
25) abstoßend wirken, tragen zum Heben und Führen bei. Der Magnet (17) in U-Form
im Fahrzeug (7), der zu dem Magneten (16) im Kolben (11 bzw.
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25), der dieselbe Form hat, anziehend wirkt, tragt zum Heben bei
und verhindert außerdem noch die radiale Verschiebung quer zur Fahrtriehtung zwischen
Kolben (11 bzs. 25) und Fahrzeug (7).
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Die in den Schnitten A-A und B-B dargestellten Magnete sind mehrfach
den Anforderungen entsprechend parallel hintereinander angebracht.
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Fig. 4 die Antriebskomponente mit der Anordnung der Hub-, Führungs-
und Mitnahmemagnete. Das Wirkungsprinzip ist entsprechend Patentanspruch 2 dadurch
gekennzeichnet, daß das Rohr (8) hohl ist und von Luft durchströmt wird, und daß
im Rohr (8) ein auf Radern (23 und 24) beweglicher Kolben (25) mit Hilfe der Dichtungen
(26) von dem Luftstrom angetrieben wird. Der Kolben(25) weist die Magnete (13, 14
und 16) auf, die berührunglos durch das Rohr (8) in Wirkverbindung mit am Arm des
Triebwagens (7) befestigten Magneten (12, 15 und 17) stehen.
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Schnitt A-A und Schnitt B-B s. Seite 5 Zu Fig. 3 und 4 Der Abstand
zwischen den Magneten im Kolben (11 bzw. 25) und im Fahrzeug (7) beträgt ca. 70
mm (Abstände: Kolben (11 bzw. 25) - Rohr-(8)innenwand 10 mm; Rohr-(8)Wandstärke
40 mm; Rohr-(8)-Außenwand - Magnete im Fahrzeug 20 mm).
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Aus Sicherheitsgründen sind am Arm des F lahrXeugs (7) Auflaufrider
vorgesehen.
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Fig. 5 die Schiene (8), auf welche die Schienenbleche (27) aufgeblecht
sind. Die beiden oberen supraleitenden Magnete (28), die abstoßend wirken, undder
einseitige
Linearmotor (29) müssen das Fahrzeug (7) in der Schwebe
halten. An einem Fahrzeug (7) sind mindestens vier supraleitende Magnete (28) angebracht,
die åe paarweise hintereinander angeordnet angebracht sind.
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Da die Schienenbleche (27) gegenüber den Hubmagneten aus einem antimagnetischen
Material (elektrodynamisches Prinzip) sind, werden die Hubkräfte erst bei einer
bestimmten Geschasindigkeit in der Lage sein, das Fahrzeug (7) in der Schwebe zu
halten. Beim Anfahren müßte die Hubkraft von dem Linearmotor (29) aufgebracht werden
bzw. von Elektromagneten, die vor und hinter dem Linearmotor am Fahrzeug (7) angebracht
sind (in der Skizze nicht dargestellt) und gegenüber der Reaktionsschiene anziehend
wirken, oder das Fahrzeug (7) rollt während des Anfahrens auf den Auflaufrädern.
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Die-Schwebehöhe ist abhängig vom Gewicht und bei der Magnetschwebebahn
noch zusitzlich von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die supraleitenden Hub-und Führungskomponenten,
die bei großen Geschwindigkeiten wirken, sind nicht regelbar. Der Luftspalt zwischen
den Hub- und Fahrungskomponenten und der Schiene (8) wird ca. 150 bis 200 mm betragen.
Für den Linearmotor (29) werden jedoch möglichst kleine Luftspalte gefordert (Größenordnung
10 - 20 mm).
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Beide Anforderungen lassen sich mit einer aktiven Abstandsregelung
für den Linearmotor (29) erfüllen. Zum Beispiel wird der Abstand zwischen Linearmotor
(29) und Schiene (8) berührungslos gemessen.
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Entsprechend dieser Messung wird dann der Linearmotor mit Hilfe einer
Hydraulik
der Schiene (8) angenähert bzw. entfernt.