Die Erfindung betrifft einen Biegeträger aus Stahl für eine Spurwechseleinrichtung bei Fahrwegen von Magnetschwebefahrzeugen mit über seine Länge durchgehenden ersten Funktionsflächen in Form von wenigstens je einer SeitenSihrungs-und Gleitfläche und mit in Längsrichtung beabstandeten, zur Montage von Statorpaketen bestimmten zweiten Funktionsflächen.

In Spurwechseleinrichtungen (Weichen) für Magnetschwebefahrzeuge werden wegen der gegenüber klassischen Schienenfahrzeugen anderen Spurführung anstelle der üblichen Weichen, die bewegliche Zungen und Herzstücke aufweisen, meistens Biegeträger der oben bezeichneten Gattung verwendet (DE 34 20 260 Al, DE 37 09 619 C2), die zum Spurwechsel mit Hilfe hydraulischer oder mechanischer Stellantriebe elastisch verbogen werden. Die Biegeträger werden zu diesem Zweck in vergleichsweise großen Längen von z. B. 78 m und mehr hergestellt, in dem Obergurte, Untergurte, diese verbindende Seitenteile bzw. Stegbleche und der Versteifung dienende Querwände (Schotten) zu einem stabilen Hohlkastenprofil mit seitlich angeordneten Kragarmen zusammengesetzt werden.

Alle diese Teile werden aus Stahl hergestellt und vorzugsweise durch Schweißen mitein- ander verbunden.

Für den Antrieb und die Spurfuhrung der Magnetschwebefahrzeuge im Bereich derartiger Weichen sind wie im Bereich des übrigen Fahrwegs in Längsrichtung der Biegeträger durchgehende, erste Funktionsflächen und in Längsrichtung der Biegeträger beabstandete, zweite Funktionsflächen vorgesehen. Dabei bestehen die ersten Funktionsflächen aus im Einbauzustand vertikalen, der Spurfiihrung dienenden Seitenführungsflächen und im Einbauzustand horinzontalen, beim normalen Anhalten oder bei Notabsetzungen der Fahrzeuge benötigten Gleitflächen. Dagegen bestehen die zweiten Funktionsflächen aus Anschlagflächen für nachträglich anzubringende Statorpakete der die Magnetschwebefahr- zeuge antreibenden Langstator-Linearmotren. Die Unterseiten dieser Statorpakete bilden mit ihnen zugeordneten Polflächen von an den Fahrzeugen montierten Trag-und Antriebs- magneten im Schwebe-und Fahrzustand der Fahrzeuge einen fest vorgegebenen Spalt z. B.

10 mm.

Die Funktionsflächen müssen zur Sicherstellung einer auch bei Fahrgeschwindigkeiten bis 500 km/h und mehr einwandfreien Funktion des Führ-und Antriebssystems mit hoher Präzision hergestellt und montiert werden. Für die durch den Abstand der Seitenfiihrungs- flächen festgelegte Spurweite und das durch den Abstand der Gleitflächen von den Unterseiten der Statorpakete festgelegte Zangenmaß wird z. B. eine Maßhaltigkeit von 0,2 mm über eine Abschnittslänge von z. B. 26 m gefordert, wobei jeder Biegeträger z. B. aus drei derartigen Abschnitten zusammengesetzt wird.

Zur Erzielung einer solchen, mit den beim Stahlbau üblichen Toleranzen nicht erreich- baren Genauigkeit werden die Hohlkastenprofile und mit den ersten Funktionsflächen versehene Ausrüstungteile in Form von Gleitleisten und Seitenftihrschienen zunächst separat voneinander hergestellt, wie dies auch von der Herstellung anderer Fahrweg- abschnitte her bekannt ist. Im Anschluß daran werden diese Ausrüstungsteile in einem zweiten Arbeitsgang und mit Hilfe einstellbaren Schraubverbindungen oder durch Schwei- ßen an den Hohlkästen befestigt. SchlieBlichen die zweiten Funktionsflächen in einem dritten, vor oder nach dem zweiten Arbeitsschritt erfolgenden Arbeitsgang mit Hilfe von computergesteuerten Bohr-und/oder Fräswerkzeugen an weiteren mit den Hohlkästen verschweißten Ausrüstungsteilen in Form von Statorträgern angebracht (z. B."Magnetbahn

Transrapid-Die neue Dimension des Reisens"von Dr. -Ing. Klaus Heinrich und Dipl.- Ing. Rolf Kretschmar, Hestra Verlag Darmstadt 1989, S. 32,33 ; DE 34 04 061 C1, DE 39 28 278 C2).

Die beschriebene Herstellung der Biegeträger erfordert während der Montage der Ausrüstungsteile aufwendige Ausricht-und Kontrollarbeiten. Das gilt unabhängig davon, ob die Biegeträger fabrikmäßig vorgefertigt oder die verschiedenen Teile einzeln an die Baustelle transportiert und dort zusammengesetzt werden. Außerdem ist eine eng tolerierte Einhaltung des Zangenmaßes schwierig, da als Bezugsebene fur die Gleitflächen nur die Unterseiten der Statorpakete dienen können, was für eine genaue Ausrichtung der Gleitflächen voraussetzt, daß die Statorpakete bereits montiert sind.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, den Biegeträger der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß er mit hoher Genauigkeit und kostengünstig ohne aufwendige Richtarbeiten herstellbar ist.

Zur Lösung dieses Problems ist der Biegeträger der eingangs bezeichneten Gattung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Funktionsflächen an mit Übermaß hergestellten und durch spanabhebende Bearbeitung auf ein vorgewähltes Sollmaß abgearbeiteten Ausrüstungsteilen ausgebildet sind.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß alle Funktionsflächen durch mechanische Barbeitung hergestellt werden, was aufwendige Richtarbeiten überflüssig macht. Ins- besondere ist es möglich, zunächst den Biegeträger mit den beim Stahlbau üblichen Toleranzen komplett vorzufertigen, indem er bevorzugt durch Schweißen mit allen erforderlichen Ausrüstungsteilen verbunden wird, und daran anschließend mit einer hohen, für den Betrieb des Magnetschwebesystems erforderlichen Präzision die Funktionsflächen am Biegeträger anzubringen, ohne das die Gefahr besteht, daß die genaue Positionierung der so hergestellten Flächen durch nachfolgende Schweiß-oder Schraubarbeiten am Biegeträger beeinträchtigt werden kann.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Biegeträgers ; Fig. 2 eine Draufsicht auf den Biegeträger nach Fig. 1 ; Fig. 3 eine Seitenansicht des Biegeträger nach Fig. 1 mit einer teilweise weggebrochenen Seitenführschiene, wobei der Biegeträger im linken Teil mit und im rechten Teil ohne zugehörige Statorpakte dargestellt ist ; Fig. 4 eine stark vergrößerte Einzelheit X der Fig. 3 in teilweise weggebrochener Darstellung.

Nach Fig. 1 bis 3 enthält ein erfindungsgemäßer Biegeträger einen Obergurt 1, einen Untergurt 2 und zwei diese verbindende Stegbleche bzw. Seitenteile 3, die im Einbauzu- stand im wesentlichen vertikal und senkrecht zum Obergurt 1 und zum Untergurt 2 angeordnet sind. Zwischen den Seitenteilen 3 sind der Versteifung dienende Schotten 4 vorgesehen. Außerdem sind an den Seitenteilen 3 senkrecht von diesen abstehende Kragarme 5 befestigt, an deren Enden parallel zu den Seitenteilen 3 verlaufende und im Einbaustand vertikal angeordnete Stege 6 befestigt. Dabei wird im allgemeinen die Fahrtrichtung der Fahrzeuge längs des Biegeträgers bzw. dessen Längsrichtung als x- Achse eine gedachten Koordinatensystems bezeichnet, während die quer dazu verlaufende Richtung (Breite), in der die Kragarme 5 erstreckt sind, als y-Achse und die zu beiden Achsen senkrechte Richtung (Höhe) als z-Achse des gedachten Koordinatensystems aufgefaßt wird.

An den Stegen 6 sind parallel zu den Kragarmen 5 und vorzugsweise in deren Ver- längerungen (y-Richtung) angeordneten Rippen 7 befestigt, an deren äußeren Stirnflächen

Ausrüstungsteile 8,12 in Form von im Einbauzustand vertikal angeordneten Seitenführ- schienen montiert sind. Im Ausführungsbeispiel ist an jeder Längsseite des Biegeträgers je eine Seitenführschiene 8 vorgesehen, wobei die Anordnung vorzugsweise spiegelsym- metrisch zur xz-Ebene des gedachten Koordinatenystems ist.

Auf der Oberseite des Obergurts 1 bzw. eines von dieser und den Kragarmen 5 abgestütz- ten Deckblechs 10 sind, vorzugsweise ebenfalls spiegelsymmetrisch zur xz-Ebene, zwei weitere Ausrüstungsteile 11 in Form Gleitleisten befestigt. Diese erstrecken sich wie die Ausrüstungsteile 8 über die gesamte Länge des Biegeträgers, sind aber im Gegensatz zu diesen im Einbauzustand im wesentlichen horizontal angeordnet.

Schließlich ist der Biegeträger an der Unterseite der Stege 6 mit Ausrüstungsteilen 12 in Form von Statorträgern versehen, die aus quer zu den Stegen 6 bzw. Seitenführschienen 8 angeordneten Platten der Klötzen bestehen können.

Die beschriebenen Teile 1 bis 12 bestehen aus Stahl und sind unter Bildung des aus Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Biegeträgers vorzugsweise durch Schweißen unlösbar miteinander verbunden. Die Herstellung und Verschweißung erfolgt dabei mit den beim Stahlbau üblichen Toleranzen. Die Außenseiten der Seitenführschienen 8 sind in an sich bekannter Weise mit Seitenführungsflächen 14 (Fig. 1) versehen, die der elektromagnetischen Spurführung der nicht dargestellten Magnetschwebefahrzeuge dienen, im wesentlichen parallel zur xz-Ebene angeordnet sein und einen der Spurweite der Fahrzeuge entsprechen- den Abstand voneinander aufweisen sollen.

An den Oberseiten der Gleitleisten 11 sind Gleitflächen 15 (Fig 1) ausgebildet, auf die sich beim Abschalten oder beim Ausfall des die Schwebung der Fahrzeuge bewirkenden Magnetfelds die an der Fahrzeugunterseite befindlichen Gleitkufen oder dgl. aufsetzen können, um einen Stop oder Nothalt des Fahrzzeugs zu ermöglichen. Diese Gleitflächen 15 sollten daher nicht nur eben und koplanar ausgebildet sowie parallel zur xy-Ebene angeordnet sein, sondern auch einen Anschluß von aufeinander folgenden Biegeträgern ohne jeden Höhenversatz ermöglichen.

An den Unterseiten der Statorträger 12 sind erste Anschlagflächen 16 (Fig. 3) ausgebildet, die zur weiter unten erläuterten Montage von Statorpaketen 17 (Fig 3) des die Magnet- schwebefahrzeuge antreibenden Motors, insbesondere Langstart-Linearmotors dienen.

Diese Anschlagflächen 16 müssen nicht nur präzise hergestellt und parallel zu den Gleitflächen 15 angeordnet sein, da sie die exakte Lage der Statorpakete 17 am Biegeträ- ger festlegen, sondern auch einen vorgelegten Abstand von den Gleitflächen 15 in z- Richtung haben. Dieser Abstand dient zur Festlegung eines vorgewählten Zangenmaßes, das im eingebauten Zustand dem Abstand der Gleitflächen 11 von dritten Funktionsflächen 18 entspricht, die an den Unterseiten der Statorpakete 17 ausgebildet sind und u. a. das Maß festlegen, mit dem die Fahrzeuge beim Starten aus dem Stillstand in den Schwebezu- stand angehoben werden müssen und in bekannterweise mit den Trag-und Erregermagne- ten der Fahrzeuge unter Bildung eines Spalts zusammenwirken.

Die Befestigung der Statorpakete 17 an den Statorträgern 12 kann auf verschiedene Weise erfolgen (z. B. DE 34 04 061 C2, DE 39 28 278 C2). Im Ausführungsbeispiel werden in Analogie zu DE 39 28 278 C2 die aus Fig. 3 und 4 ersichtlichen Befestigungsmittel vorgesehen. Hierzu sind die Statorpakete 17 an ihren Oberseiten mit quer zu ihren Längsrichtungen bzw. in y-Richtung erstreckten Traversen 19 fest verbunden, die über die Statorpakete 17 vorstehende, ebenfalls in y-Richtung verlaufende Ansätze 19a mit Schwalbenschw : oder T-förmigen Querschnitten aufweisen. Die Oberseiten dieser Ansätze 19a sind als zweite Anschlagflächen 20 ausgebildet (Fig. 4), die exakt parallel umd mit konstanten Abständen zu den dritten Funktionsflächen 18 verlaufen.

Die Ansätze 19a werden zur Herstellung einer redundanten, lösbaren Verbindung mit dem Biegeträger in Nuten 21 (Fig. 3,4) eingesetzt, die an den Unterseiten des Statorträgers 12 ausgebildet sind, den Querschnitten der Ansätze 19a im wesentlichen entsprechende Schwalbenschwanz-oder T-förmige Querschnitte aufweisen und parallel zur y-Richtung des Biegeträgers angeordnet sind. Die Böder dieser Nuten 21 sind die ersten Anschlag- flächen 16, die mit den zweiten Anschlagflächen 20 zusammenwirken und die Lage und Ausrichtung der Statorpakete 17 bzw. der Funktionsflächen 18 am Biegeträger festlegen.

Die zweiten Anschlagflächen 20 müssen daher wie die Funktionsflächen 14 und 15 exakt

in einer Ebene liegen, die hier parallel zur xy-Ebene verläuft.

Die Befestigung der Statorpakte 17 an den Statorträgern 12 erfolgt nach dem Einsetzen der Ansätze 19a in die Nuten 21 mit Hilfe von nur schematisch dargestellten, die Traversen 19 durchsetzenden Befestigungsschrauben, wobei die beschriebenen Querschnitte der Ansätze 19a und der Nuten 21 sicherstellen, daß bei einem möglichen späteren Ermü- dungsbruch irgendeiner dieser Befestigungsschrauben das betreffende Statorpaket 17 nicht herbfällt. Die Ansätze 19a können zu diesem Zweck, wie insbesondere Fig. 4 zeigt, auch mit einem geringen Spiel in den Nuten 21 angeordnet sein. Die Anschlagflächen 16,20 befinden sich dann nur in dem durch die Befestigungsschrauben hergestellten montierten Zustand der Statorpakete 17 in gegenseitiger Anlage, während bei fehlenden Befestigungs- schrauben zwischen den Anschlagflächen 16,20 ein kleiner Spalt entsteht, der mittels an den Fahrzeugen mitgeführten Sensoren erfaßt und zur Erkennung eines Schraubenbruchs genutzt werden kann.

Zur Vereinfachung der Stahlbauarbeiten werden erfindungsgemäß, insbesondere in Fig. 1 und 2 angedeutet ist, die Seiten für Schienen 8 mit einem Übermaß d die Gleitleisten 11 mit einem Übermaß hl und die Statorträger 12 mit einem Übermaß h2 hergestellt. Dabei ist der Übermaß d bzw. die ursprüngliche Dicke der Seitenführschienen 8 so gewählt, daß die Außenflächen der Seitenführschienen 8 nach der Herstellung des Biegeträgers überall einen größeren Abstand voneinander aufweisen, als der geforderten Spurweite entspricht.

Entsprechend werden die Übermaße hl und h2 bzw. die Höhen der Gleitleisten 11 und Statorträger 12 so groß gewählt, daß die Oberseiten der Gleitleisten 11 bzw. die Unter- seiten der Statorträger 12 nach der Herstellung des Biegeträgers überall einen größeren Abstand voneinander aufweisen, als dem geforderten Zangenmaß entspricht.

Die entgültige Fertigstellung des Biegeträgers erfolgt in einem den Schweißarbeiten nachgeschalteten Arbeitsschritt durch spanabhebende Bearbeitung der mit Übermaß hergestellten Flächen. Diese Bearbeitung erfolgt vorzugsweise durch Fräsen, könnte aber auch durch Hobeln oder irgendeine andere geeignete Bearbeitung ersetzt werden. Dabei wird beispielsweise wie folgt vorgegangen :

Für den aus der Fertigung kommenden Biegeträger wird zunächst unter Berücksichtigung seines individuellen Aufmaßes eine fiktive, parallel zur x-Achse verlaufende Mittel-bzw.

Symmetrieachse festgelegt. Diese fiktive Mittelachse kann von der tatsächlich vorhandenen (geometrischen) Bauteilachse im Extremfall um einige Millimeter nach beiden Seiten abweichen, z. B. weil die Seitenführschienen 8 oder die Gleitleisten 11 nicht exakt befestigt wurden.

Es werden nun die Seitenführschienen an ihren Außenseiten y-Richtung und die Gleitlei- sten 11 an ihren Oberseiten in z-Richtung spanabhebend bearbeiten, um dadurch die Seitenführungsflächen 14 und die Gleitflächen 15 zu erhalten. Dabei ist beachtlich, daß die Seitenführungsflächen 14 in z-Richtung und die Gleitflächen 15 in y-Richtung keine exakte Ausrichtung erfordern und daher ihre Lage insoweit unkritisch ist. Da außerdem der Biegeträger im ungebogenen Zustand exakt gerade und in x-Richtung verläuft, sind die fertigen Seitenfiihrungs-und Gleitflächen 14,15 jeweils parallel zur xz-bzw. xy-Ebene verlaufende Ebenen.

Ein Vorteil der beschriebenen Verfahrensweise besteht darin, daß die Seitenführungs-und Gleitflächen 14,15 mit derselben Werkstückeinspannung z. B. in einem Portalfräswerk bearbeitet werden können, indem z. B. ein Stirnfräser zunächst in vertikaler Lage zur Herstellung der Seitenführungsflächen 14 und dann in einer um 90"geschwenkten horizontalen Lage zur Herstellung der Gleitflächen 15 benutzt und je einmal links und rechts von der fiktiven Mittelachse verfahren wird.

Nach der Herstellung der Seitenführungs-und Gleitflächen 14,15 wird der Biegeträger je nach Ausbildung der ersten und zweiten Anschlagflächen 16 ; 20 in einem Rohr-und/oder Nutenfräswerk eingespannt, um in an sich bekannter Weise die Nuten 21, die ersten Anschlagflächen 16 sowie die Gewindebohrungen für die Befestigungsschrauben in den Statorträgern 12 auszubilden. Die Lage der die ersten Anschlagflächen 16 bildenden Böden der Nuten 21 in z-Richtung wird dabei mit Bezug auf die zuvor hergestellten Gleitflächen 15 festgelegt, d. h. die Gleitflächen bilden eine Referenzebene für die ersten Anschlagflächen 16. Die Erstreckung der Anschlagflächen 16 in y-Richtung ist unkritisch,

und in x-Richtung sind in vorgewählten Abständen jeweils so viele erste Anschlagflächen 16 vorhanden, wie Traversen 19 an den Statorpaketen 17 angebracht sind. Die Statorträger 12 können den Statorpaketen 17 entsprechende Längen aufweisen oder aus einzlnen, entsprechend den Nuten 21 beabstandeten Bauteilen bestehen. Die ersten Anschlagflächen 16, die im Ausführungsbeispiel sämtlich in einer zur Referenzfläche parallelen Ebene liegen müssen, erhalten dabei einen solchen Abstand von der Referenzebene, daß sich nach der Montage der Statorpakete 17 das gewünschte Zangenmaß ergibt.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, daß auf vielfache Weise abgewandelt werden könnte. Das gilt insbesondere für die Zahl und die Anordnung der im Einzelfall verwendeten Gleitleisten 11 und Seitenführschienen 8. Je nach Typ der Magnetschwebefahrzeuge kann es ausreichend sein, in einem mittleren Bereich des Biegeträgers nur je eine einzige Gleitleiste 11 und Seitenfiihrschiene 8 vorzusehen, wobei diese Seitenftihrschiene 8 beiderseits einer gedachten Mittelachse mit Seitenführungsflächen versehen sein könnte. Entsprechend könnte für den Antrieb nur ein einziger Linearmotor verwendet werden, in welchem Fall es ausreichen würde, den Biegeträger mit nur einer in Längsrichtung verlaufenden Reihe mit Statorträgern 12 und an diesen ausgebildeten Nuten 21 bzw. Anschlagflächen 16 zu versehen. Außerdem versteht sich, daß die verschiedenen Merkmale auch in anderen als den beschriebenen und dargestellten Kombinationen angewendet werden können.