专利名称：用于磁悬浮轨道中轨道变换装置的弯曲钢梁的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于磁悬浮列车的行车路线中的轨道变换装置(Spurwechseleinrichtung)的弯曲钢梁，带有在其长度上连贯的至少各一个侧导向面和滑动面形式的第一工作面，和沿纵向隔开一定距离的确定用来安装定子组件的第二工作面。
背景技术：
在用于磁悬浮列车的轨道变换装置(道岔)中，由于与经典有轨车辆相比不同的选线，代替具有运动舌板和心形件的道岔大多采用上述类型的弯曲钢梁(DE 34 20 260 A1、DE 37 09 619 C2)，为了变换轨道(Spurwechsel)它们借助于液压或机械伺服驱动装置弹性弯曲。为了这个目的弯曲梁制成例如78m或更长的较大的长度，其中上盖板、下盖板、连接它们的侧部或连接板和用于加强的模壁(舱壁)组合成一带有侧向设置的悬臂的稳固的箱式空心型材。所有这些部分由钢制成，尤其是通过焊接相互连接。
为了在这种类型的道岔区域内磁悬浮列车的驱动和导向，像在其余路段区域内那样设有沿弯曲梁纵向连贯的第一工作面和沿弯曲梁纵向相隔一定距离的第二工作面，这里第一工作面由在安装状态下铅垂的用于导向的侧导向面和在安装状态下水平的、在车辆正常停车或紧急刹车时所需要的滑动面组成。相反第二工作面由用于后续安装的驱动磁悬浮列车的长形定子-直线电机的定子组件的结合面组成。这些定子组件的底面和其相配的电极表面一起离安装在车辆上的支承和驱动电磁铁在车辆的悬浮和行驶状态形成一规定的例如10mm的固定间隙。
为了确保即使在高达500km/h或以上行驶速度时导向和驱动系统无可挑剔地工作，工作面必须以高的精度制造和安装。对于由侧导向面的距离确定的轨距和由滑动面离定子组件底面的距离确定的钳口尺寸要求例如在26m的长度段上例如尺寸精度为0.2mm，其中每根弯曲梁例如由三个这种长度段组成。
为了达到这种用钢结构中普通的允差不能达到的精度，箱式室的型材和配备第一工作面的配件首先相互单独地制成滑动条和侧导轨的形式，就像由制造其他行车道所知的那样。接着在第二道工序中借助于可调的螺纹连接或通过焊接将这些配件固定在空心箱体上。最后在第二道工序之前或之后进行的第三道工序中借助于计算机控制的钻削和/或铣削工具将第二工作面安装在与空心箱体焊接的定子支架形式的其他配件上(例如由博士工程师Klaus Heinrich和学士工程师RolfKretschmar著的“高速磁浮列车(Transrapid)-旅行的新纪元”，Darmstadt Hestra出版社1989年出版第32、33页；DE 34 04 061 C1，DE 39 28 278 C2)。
所述的弯曲梁的制造在配件安装期间需要烦杂的找正和检验工作。这与弯曲梁是在工厂预制好还是不同的零件单独运到工厂并在那里组装无关。此外难以保证公差很小的钳口尺寸，因为只能采用定子组件的底面作为滑动面的基准平面，对于精确地找正滑动面的先决条件是，定子组件已经安装。
发明内容
因此本发明的目的是这样的技术问题，即这样地设计开头所述类型的弯曲梁，使它可以用高精度、低成本不需要复杂的校正地制造。
为了解决这个问题，按照本发明开头所述类型的弯曲梁的特征在于，第一和第二工作面在制造得带有加工余量的通过切削加工加工到预先选择的给定尺寸的配件上形成。
本发明带来这样的优点，即所有工作面都通过机械加工制造，这使复杂的校正工作成为多余。特别是可以，首先将弯曲梁以在钢结构中常用的公差完整地预先加工好，其中它最好通过焊接与需要的所有配件连接，接着以在磁悬浮系统运行时所需要的高的精度在弯曲梁上加工出工作面，而不存在这种危险，即这样制造的表面的精确的定位由于随后的在弯曲梁上的焊接或螺纹加工而受到损害。
本发明其他优良的特征由从属权利要求得到。
下面结合一个实施例的附图对本发明作较详细的说明。附图中图1按本发明的弯曲梁的正视图；图2按图1的弯曲梁的俯视图；图3按图1的带一局部断开的侧导轨的弯曲梁的侧视图，其中弯曲梁在左部连同所属定子组件、在右部不带所属定子组件画出；图4图3的局部断开的大大放大的局部视图X。
具体实施例方式
按图1至3本发明的弯曲梁包含一上盖板1、一下盖板2和连接两个盖板的连接板或侧部3，它们在安装状态基本上铅垂并垂直于上盖板1和下盖板2设置。在侧部3之间设有用于加强的舱壁4。此外在侧壁3上固定从它上面垂直伸出的悬臂5，在其末端上固定平行于侧部3分布、在安装状态下垂直设置的横杆6。这里通常车辆沿弯曲梁或其纵向的行驶方向称作假想坐标系的x轴，而垂直于它分布的、悬臂5延伸的方向(宽度)理解为y轴，与这两个轴垂直的方向(高度)理解为假想坐标系的z轴。
在横杆6上固定平行于悬臂5和尤其是在其延长线(y方向)上设置的筋片7，在其外端面上安装在安装状态下铅垂布置的侧导轨形式的配件8、12。在实施例中弯曲梁的每个纵侧面上各设一个侧导轨8，在此其布局最好镜像对称于假想坐标系的xz平面。
在上盖板1或一由它和悬臂5支承的顶盖10的顶面上-最好同样镜像对称于xz平面-固定另外两个滑动条形式的配件11。它们和配件8一样在弯曲梁的整个长度上延伸，但是与其不同在安装状态下基本上水平设置。
最后弯曲梁在横杆6的底面上配备定子支架形式的配件12，它们可以由垂直于横杆6或侧导轨8设置的滑动块板组成。
所述零件1至12由钢组成，并尤其是通过焊接相互不可拆卸地连接，形成在图1至3中可以看到的弯曲梁。这里制造和焊接按钢结构中常见的公差进行。侧导轨8的外侧按已知方法配备侧导向面14(图1)，它们用于未画出的磁悬浮列车的电磁轨道导向，基本上平行于xz平面设置，并应该具有相当于车辆轨距的相互距离。
在滑动条11顶面上形成滑动面15(图1)，在关掉或中断促使车辆悬浮的磁场时位于车辆底面上的滑动橇等等可以落在该滑动面上，以便使车辆能够停止或紧急停车。因此这些滑动面15不仅应该做得平整和共面以及平行于xy平面布置，而且还可以使相互接续的弯曲梁没有任何高度偏差地连接。
在定子支架12的底面上形成第一结合面16(图3)，它们用于安装后面还要说明的驱动磁悬浮列车的电机特别是纵起动器-直线电机的定子组件17(图3)。这些结合面16不仅必须精确地制造和平行于滑动面15设置，因为它们确定定子组件17在弯曲梁上的正确位置，而且在z方向离滑动面15具有规定的距离。这个距离用来确定预先选择的钳口尺寸，它在安装状态相当于滑动面11离第三工作面18的距离，第三工作面在定子组件17的底面上形成，并确定车辆在从静止状态起动到悬浮状态时所必须抬高的尺寸，并且按已知方法与车辆的支承和励磁磁铁共同作用，以形成一间隙。
定子组件17在定子支架12上的固定可以用不同方法进行(例如DE 34 04 061 C2、DE 39 28 278 C2)。在实施例中类似于DE 39 28 278C2设置由图3和4中可见的固定装置。为此定子组件17在其顶面上与垂直于其纵向或者绕沿y方向延伸的横梁19固定连接，横梁具有突出于定子组件17的、同样沿y方向分布的具有燕尾槽形或T形横截面的凸台19a。这个凸台19a的顶面做成第二结合面20(图4)，它们精确地平行于第三工作面18并与它有恒定的距离地分布。
凸台19a为了建立与弯曲梁的过盈的可拆卸的连接而插入槽21内(图3、4)，该槽做在定子支架12的底面上，它具有基本上相应于凸台19a横截面的燕尾槽形或T形横截面并平行于弯曲梁的y方向设置。这些槽21的底面(Bder)是第一结合面16，它们与第二结合面20共同作用，并确定定子组件17或弯曲梁上的工作面18的位置和方位。因此第二结合面20必须与工作面14和15一样精确地位于一平行于xy平面的平面内。
定子组件17在定子支架12上的固定在凸台19a装入槽21后借助于仅仅示意表示的穿透横梁19的固定螺钉进行，这里凸台19a和槽21的所述横截面确保，在以后这些固定螺钉中的某一个可能疲劳断裂时有关定子组件17不会掉出来。为此目的凸台19a特别是可以如图4所示也以小的间隙装在槽21内。这时结合面16、20只有在通过固定螺钉建立的定子组件17的安装状态时才相互贴合，而在没有固定螺钉时结合面16、20之间存在一小的间隙，它借助于跟随车辆一起行驶的传感器测量，并可以用来识别螺钉的断裂。
为了简化钢结构加工按照本发明，特别是在图1和2中所示，轨道8的侧面留一加工余量d，滑动条11留余量h1，定子支架12留余量h2。这里余量d或者说侧导轨8的原始厚度这样选择，使得在弯曲梁制造后侧导轨8的外表面到处都具有大于所要求的轨宽的相互距离。相应地余量h1和h2或者说滑动条11和定子支架12的高度选择得这样大，使得在弯曲梁制造后滑动条11的顶面和定子支架12的底面到处都具有大于所要求的钳口尺寸的相互距离。
弯曲梁的最终加工在一连接在焊接以后的工序中通过制造得留有余量的表面的切削加工进行。这种加工尤其是通过铣削进行，但是也可以通过刨削或任何其他合适的加工代替。这里例如按以下方法进行对于从加工中得到的弯曲梁首先在考虑其实际余量的情况下确定一假想的平行于x轴分布的中心线或对称轴线。这个假想中心线在极端情况下可能与实际存在的构件(几何)中心线向两侧偏离几毫米，例如因为侧导轨8或滑动条11没有精确地固定。
现在侧导轨在其外侧面上在y方向切削加工，滑动条11在其顶面上在z方向切削加工，以便由此得到侧导向面14和滑动面15。这里应该注意，侧导向面14在z方向、滑动面15在y方向不要求精确的方位，因此在这方面其位置无关紧要。因为此外弯曲梁在未弯曲状态沿x方精确地直线分布，加工的侧导向面和滑动面14、15分别是平行于xz和xy平面分布的平面。
所述方法的优点在于，侧导向面和滑动面14、15可以例如在龙门铣床上用同一项工件装夹加工，其中例如一端铣刀首先在铅垂位置加工侧导向面14，然后在旋转90°的水平位置加工滑动面15，并分别在假想中心线的左右加工一次。
在加工侧导向面和滑动面14、15后弯曲梁根据第一和第二结合面16、20的结构的不同夹紧在一管和/或槽铣床上，以便用已知方法形成槽21、第一结合面16以及在定子支架12上的用于固定螺钉的螺纹孔。这里构成第一结合面16的槽21的底面沿z方向的位置参照先前加工的滑动面15确定，亦即滑动面构成第一结合面16的基准平面。结合面16在y方向的延伸长度无关紧要，在x方向按预先选择的间距存在这么多第一结合面16，即与装在定子组件17上的横梁的数量一样多。定子支架12可以具有相当于定子组件17的长度，或者由各个相应于槽21间隔开一定距离的构件组成。这里在本实施例中必须全部位于一平行于基准面的平面内的第一结合面16离基准平面具有这样的距离，使得在定子组件17安装后得到希望的钳口尺寸。
本发明并不局限于所述实施例，而是可以按多种方式变型。这特别是适用于在具体情况下所用的滑动条11和侧导轨8的数量和布局。根据磁悬浮列车类型的不同，在弯曲梁的中部区域仅仅分别设置唯一一个滑动条11和侧导轨8可能就足够了，其中侧导轨8可以在假想中心线两侧配备侧导向面。相应地对于驱动可以采用仅仅一个直线电机，在这种情况下弯曲梁仅仅配备一个沿纵向分布的一列定子支架12和在它上面形成的槽21和结合面16便足够了。此外当然，不同的特征也可以应用与所述和所示不同的组合中。
权利要求
1.用于磁悬浮列车行车路线中的轨道变换装置的钢制弯曲梁，具有在其长度上连贯的至少一个侧导向面和滑动面(14，15)形式的第一工作面和沿纵向隔开一定距离的确定用来安装定子组件(17)的第二工作面(16)，其特征为第一和第二工作面(14，15，16)在加工得带有余量(d，h1，h2)的通过切削加工加工到预先选定的给定尺寸的配件(8，11，12)上形成。
2.按权利要求1的弯曲梁，其特征为用于滑动面(15)的配件(11)包含至少一个通过焊接固定在其上面的滑动条。
3.按权利要求2的弯曲梁，其特征为弯曲梁配备两个对称于中心线设置的、分别具有一滑动面(15)的、通过焊接固定在它上面的滑动条(11)，其中两个滑动面(15)位于一共同的滑动平面内。
4.按权利要求1至3之任一项的弯曲梁，其特征为滑动条(11)固定在其顶面上。
5.按权利要求3或4的弯曲梁，其特征为滑动平面做成用于第二工作面(16)的基准面。
6.按权利要求1至5之任一项的弯曲梁，其特征为用于侧导向面(14)的配件(8)包含至少一个通过焊接固定在它上面的侧导轨。
7.按权利要求6的弯曲梁，其特征为弯曲梁配备两个对称于中心线设置的、分别具有一侧导向面(14)的、通过焊接固定在它上面的侧导轨(8)。
8.按权利要求1至7之任一项的弯曲梁，其特征为用于第二工作面(16)的配件(12)包含至少一个通过焊接固定在它上面的定子支架(12)。
9.按权利要求8的弯曲梁，其特征为用于第二工作面(16)的配件(12)包含许多沿纵向相隔一定距离的定子支架(12)。
10.按权利要求9的弯曲梁，其特征为弯曲梁具有两列设置在中心线两侧的沿纵向相隔一定距离的、设有至少各一个第二工作面(16)的定子支架(12)。
11.按权利要求9或10的弯曲梁，其特征为用于第二工作面(16)的配件(12)包含至少一个从一上盖板(1)上悬挂下来的通过焊接固定在它上面的横杆(6)，定子支架(12)通过焊接固定在其底面上。
全文摘要
本发明涉及一种用于磁悬浮列车的行车路线中的轨道变换装置的弯曲钢梁，它具有在其长度上连贯的至少各一个侧导向面和滑动面(14、15)形式的第一工作面，和沿纵向隔开一定距离的确定用本安装定子组件的第二工作面(16)。按照本发明设想，第一和第二工作面(14、15、16)在制造得带有余量(d，h
文档编号E01B25/32GK1643219SQ03806043
公开日2005年7月20日 申请日期2003年5月14日 优先权日2002年5月28日
发明者霍斯特·戈尔里希, 约翰·马图舍克, 托马斯·施蒂尔 申请人:蒂森克鲁普技术股份公司