專利名稱：行車道支座和由此制造的磁墊車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種行車道支座，具有一個(gè)用于磁墊車(Magnetschwebebahnen)的滑動(dòng)面的，其列車各具有至少一個(gè)用于沉降在滑動(dòng)面上的滑橇，還涉及一種由此制造的磁墊車。
背景技術(shù)：
磁墊車的行車道由行車道支座組成，它們除了用于驅(qū)動(dòng)列車外，常常具有作為長(zhǎng)定子-直線電動(dòng)機(jī)(Langstator-Linearmotoren)的定子疊片構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置和用于磁道導(dǎo)向的側(cè)導(dǎo)向面，也就是所謂的滑動(dòng)面。這些滑動(dòng)面大多安裝在行車道支座的上部表面上，既用于列車的正常停車，也用于在緊急情況下借助安裝在其底側(cè)的滑橇沉降?！盎瑒?dòng)”-面和“滑”-橇的稱法在此表示，該滑橇不僅在靜止?fàn)顟B(tài)，而且在列車運(yùn)行期間也可以沉降在滑動(dòng)面上，然后在該面上繼續(xù)滑行直至列車停止。這種情況例如會(huì)在電磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)出現(xiàn)，因?yàn)槿缓笏鶎俚牧熊嚩位蚱鋺腋】蚣苓@樣下降，使列車以至少一個(gè)滑橇放在滑動(dòng)面上。由此在由磁懸浮列車可達(dá)到的400km/h和更高速度的情況下引起可觀的摩擦能量，并由于這種摩擦能量在相關(guān)的滑動(dòng)副偶件范圍內(nèi)出現(xiàn)高溫和強(qiáng)磨損。
迄今為止，對(duì)緊急沉降情況下出現(xiàn)的摩擦性能很少關(guān)注。確切地說(shuō)，滑動(dòng)性能或多或少也許取決于滑橇和滑動(dòng)面所使用的材料。在此方面的前提是，滑動(dòng)面同行車道支座一樣必須由鋼或混凝土構(gòu)成，而滑橇則必須由比鋼或者混凝土具有更高耐磨強(qiáng)度的材料制造。在這種聯(lián)系上還公知，滑動(dòng)面在鋼制的滑動(dòng)條上構(gòu)成并具有以環(huán)氧樹(shù)脂或聚氨酯為基的由鋅粉和鐵云母組成的防腐層。
在所述類型磁墊車實(shí)際運(yùn)行中的情況表明，按照這種方式所取得的滑動(dòng)性能出于各種原因還不足夠。特別希望的是，只要出現(xiàn)故障，對(duì)故障列車不僅能夠立即和隨車維修或者保養(yǎng)，而且能使故障列車盡可能地繼續(xù)行駛到適合進(jìn)行維修和保養(yǎng)工作的車間。在這種情況下，電磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)迄今公知的滑橇和滑動(dòng)面之間產(chǎn)生的高摩擦力必然會(huì)導(dǎo)致很高的機(jī)械負(fù)荷和溫度，從而在滑橇和/或者滑動(dòng)面沒(méi)有完全磨損而安全到達(dá)各自最近的車間只有通過(guò)將車間沿行車道以相當(dāng)短的距離設(shè)置才能得到保證。在車間之間距離過(guò)大的情況下，列車上的很多故障還會(huì)對(duì)滑動(dòng)面造成損害，并因此需要維修相關(guān)的滑動(dòng)面和需要時(shí)修復(fù)整個(gè)行車道，這需要相當(dāng)大的運(yùn)行成本并必須加以避免。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的因此基于該技術(shù)問(wèn)題，這樣構(gòu)成開(kāi)頭所述行車道支座的滑動(dòng)面，使滑動(dòng)面/滑橇這種滑動(dòng)摩擦副的滑動(dòng)性能得到改善，并由此可以加大沿行車道建立的保養(yǎng)和修理車間之間的距離。
該目的通過(guò)權(quán)利要求1和10的特征得以實(shí)現(xiàn)。
依據(jù)本發(fā)明的滑動(dòng)面具有涂層，該涂層含有一種與滑橇材料一致的、用于降低摩擦和磨損的添加物，由此滑動(dòng)性能可以這樣得到優(yōu)化，使磁懸浮列車在電磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)或者類似情況時(shí)或在至少一個(gè)滑橇落在滑動(dòng)面上時(shí)，仍可以行駛相當(dāng)長(zhǎng)的一段距離，而不會(huì)出現(xiàn)危及行車道和/或者列車的情況。由此可以加大沿行車道設(shè)置車間之間的距離，從而明顯降低了投資和運(yùn)行成本。此外，降低緊急沉降時(shí)滑動(dòng)面的磨損本身還帶來(lái)加大維修間隔的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明其他具有優(yōu)點(diǎn)的特征來(lái)自于從屬權(quán)利要求。


下面借助附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中圖1示出常規(guī)磁墊車連同行車道支座和列車的橫截面示意圖；圖2示出依據(jù)本發(fā)明由混凝土構(gòu)成的行車道支座的局部示意透視圖，其中，同樣由混凝土構(gòu)成的滑動(dòng)面具有放大厚度示出的涂層；以及圖3示出與圖2相應(yīng)的依據(jù)本發(fā)明由混凝土構(gòu)成的行車道支座局部視圖，其中加入了鋼制的滑動(dòng)條，其具有放大示出的涂層。
具體實(shí)施例方式
圖1示意示出具有長(zhǎng)定子-直線電動(dòng)機(jī)形式傳動(dòng)裝置的磁墊車的橫截面。該磁墊車含有大量行車道支座1，它們?cè)陬A(yù)先規(guī)定路線的方向上依次設(shè)置，并在行車道板2的底面上攜帶具有繞組的定子疊片3。列車4沿行車道支座1可以利用電磁開(kāi)關(guān)5行駛，這些開(kāi)關(guān)與定子疊片3的底面相對(duì)，同時(shí)為長(zhǎng)定子-直線電動(dòng)機(jī)提供勵(lì)磁場(chǎng)。
在行車道板2的上面具有沿行駛方向延伸的滑動(dòng)面6，它們例如作為固定在行車道板2上的專用滑動(dòng)條7的表面構(gòu)成?；瑒?dòng)面6與固定在列車4底面上的滑橇8共同作用，該滑橇在列車4靜止時(shí)支承在滑動(dòng)面6上，從而在定子疊片3和電磁開(kāi)關(guān)5之間存在相當(dāng)大的間隙9。運(yùn)行時(shí)首先激活電磁開(kāi)關(guān)5，以使滑橇8從滑動(dòng)面6升起并在由此形成的懸浮狀態(tài)下將間隙9的量調(diào)整到例如10mm。此后列車4開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。
這種類型的磁墊車是專業(yè)人員普遍公知的(例如“NeueVerkehrstechnologien”，Henschel Magnetfahrtechnik 6/86)。
圖2示出一種由混凝土制造的行車道支座11，該支座在其上面具有與其整體制造的凸起部或板條12，它們?cè)谄渖厦婢哂杏糜趫D1磁懸浮列車4滑橇8的滑動(dòng)面14。這種混凝土行車道支座11例如由文獻(xiàn)ZEV-Glas.Ann 105，1989，第205-215頁(yè)或者“Magnetbahn Transrapid，die neue Dimension des Reisens”，Hertra Verlag Darmstadt 1989，第21-23頁(yè)有所公開(kāi)，在此通過(guò)對(duì)其參考成為本公開(kāi)書(shū)的主題。
板條12迄今為止同行車道支座11一樣由混凝土構(gòu)成，而滑動(dòng)面14依據(jù)本發(fā)明具有涂層，它含有三個(gè)重疊設(shè)置的層15、16和17。在此方面，內(nèi)層15直接涂覆在滑動(dòng)面14上，層16作為中間層構(gòu)成，而層17則作為外層制造，從而在圖2的行車道支座11中，本來(lái)必須將外層17的上表面稱為滑動(dòng)面，因?yàn)樵谡Ｇ闆r下只有該層與圖1的滑橇8接觸。但在本發(fā)明的范圍內(nèi)，優(yōu)選將板條12的表面14稱為固有的滑動(dòng)面，并將由三層15到17組成的層稱為滑動(dòng)面14的涂層。
依據(jù)本發(fā)明，在圖2的實(shí)施例中，涂層至少在外部區(qū)域內(nèi)具有一種與滑橇8的材料一致的、用于降低摩擦和磨損的添加物。這種添加物在考慮到迄今為止所使用的大多數(shù)滑橇材料的情況下最好是石墨或者聚四氟乙烯，并至少添加在外層17。而內(nèi)層15則主要用作為襯底或附著底。最后，處于內(nèi)層15上面和外層17下面的中間層16具有轉(zhuǎn)接層的功能并保證下層15和外層17之間的最佳結(jié)合。
內(nèi)層15最好由一種與混凝土表面或滑動(dòng)面14一致的環(huán)氧樹(shù)脂系組成。中間層16最好也由環(huán)氧樹(shù)脂組成，它具有的特別優(yōu)點(diǎn)是，同樣利用例如像石墨或者聚四氟乙烯那樣的用于降低摩擦和磨損的添加物進(jìn)行改性。而對(duì)于外層17來(lái)說(shuō)，最好使用聚氨酯樹(shù)脂作為基體材料，與其混合摩擦活性添加物石墨、聚四氟乙烯或者類似材料。此外特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，向外層17的基體添加一種例如像白堊那樣的用于降低吸熱能力的填料。
在圖3的實(shí)施例中以相應(yīng)方式涉及一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的行車道，它含有大量連續(xù)設(shè)置的、由混凝土制造的行車道支座18，在其上表面內(nèi)嵌入設(shè)有滑動(dòng)面19的鋼制滑動(dòng)條20(例如EP-B1-0 381 136)?；瑒?dòng)面19在該實(shí)施例中大致超出其余行車道支座18的表面，并以本身公知的方式具有一個(gè)用于防腐的涂層，該涂層例如包括一個(gè)以環(huán)氧樹(shù)脂為基的由鋅粉構(gòu)成的第一內(nèi)層21、一個(gè)處于該層上以環(huán)氧樹(shù)脂為基的由鐵云母構(gòu)成的中間層22和一個(gè)以聚氨酯樹(shù)脂為基的由鐵云母構(gòu)成的第三外層23。這種類型的層序例如在文獻(xiàn)“Der Transrapid，wir stellendie Weichen für China”der Fa.ThyssenKrupp Stahlbau GmbH 2/2002以鋼制彎曲道岔為例有所介紹，因此為簡(jiǎn)化說(shuō)明，通過(guò)引用參考將該文獻(xiàn)作為本公開(kāi)書(shū)的主題。
依據(jù)本發(fā)明，基本上保持一個(gè)這樣的用于防銹和防腐的涂層，不過(guò)如圖2所示的實(shí)施例那樣，至少在外部區(qū)域內(nèi)加入一種與滑橇8的材料一改的、用于降低降低摩擦和磨損的添加物，例如像石墨或者聚四氟乙烯。為此目的，依據(jù)本發(fā)明，內(nèi)層21由一種以環(huán)氧樹(shù)脂為基的防銹附著底制造，第二或者中間層22由一種起轉(zhuǎn)接層作用的環(huán)氧樹(shù)脂-基體制造，而外層23則由一種以聚氨酯樹(shù)脂為基的例如利用石墨或者聚四氟乙烯改性的層制造，其中，特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，中間轉(zhuǎn)接層或?qū)?2也利用一種如石墨或者聚四氟乙烯那樣的用于降低摩擦和磨損的添加物進(jìn)行改性。
所述的聚合物樹(shù)脂體系最好是商業(yè)上通用相互確定的體系，這些體系在各自的制造廠家中都額外具有摩擦活性成分。所有層在此方面均最好通過(guò)組合的噴涂或者輥涂工藝涂覆在滑動(dòng)面14或19上。
下面介紹兩個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，最好它們分別與一種由C-CSiC構(gòu)成的滑橇材料一致。在這種情況下這是一種利用碳素纖維強(qiáng)化的碳C-C，它部分與硅產(chǎn)生反應(yīng)，從而部分形成賦予碳所需硬度的碳化硅(SiC)。因此，成品的滑橇材料可以稱為碳素纖維強(qiáng)化和富含SiC的碳-陶瓷。
實(shí)施例1從圖2的實(shí)施例出發(fā)，此時(shí)最好保持下列的層成分1.層15由一種用芳香胺硬化的低分子環(huán)氧化物涂料制造，其中，這是一種具有良好滲透性的低粘度產(chǎn)品。該材料通過(guò)噴涂進(jìn)行涂覆。層15的層厚度為250μm。
2.層16利用由兩種成分配制的聚酰胺加合物硬化的具有良好浸潤(rùn)性和較低透水性的環(huán)氧化物涂料制造。在涂覆到層15上之前，環(huán)氧化物涂料摻入約20質(zhì)量或重量百分比(以下僅簡(jiǎn)稱為重量％)的石墨。成品混合物通過(guò)噴涂并這樣涂覆在層15上，使干透的層16堅(jiān)硬和耐磨并具有約250μm的厚度。
3.層17利用一種雙成分的聚氨酯丙烯酸面涂料制造，在涂覆到層16上之前摻入約45重量％的石墨。該涂覆通過(guò)輥?zhàn)舆M(jìn)行，需要時(shí)在附加使用刮鏟的情況下進(jìn)行。層17的厚度約300μm。
成品涂層具有0.8mm的厚度和突出的滑動(dòng)性能，特別是在使用以C-CSiC為基的由上述碳素纖維強(qiáng)化的陶瓷構(gòu)成的滑橇8的情況下。
對(duì)實(shí)施例1使用Hempel公司(D-25421 Pinneberg)的體系，其中，對(duì)層15使用硬度95950的Hempadur Sealer 05970的產(chǎn)品，對(duì)層2使用硬度97430的Hempadur 45143/4514A的產(chǎn)品并對(duì)層17使用硬度95370的Hempel’s 555DE的產(chǎn)品。
實(shí)施例2從圖3的實(shí)施例出發(fā)，此時(shí)最好保持以下的層成分1.在滑動(dòng)面19上作為層21通過(guò)噴涂涂覆含有兩種成分的聚酰胺硬化的鋅粉涂料。層厚度約為120μm。
2.層22利用兩種成分的聚酰胺硬化的環(huán)氧化物涂料制造，利用鐵云母著色并在成品狀態(tài)下硬化和非常耐磨。層厚度約為250μm。通過(guò)輥?zhàn)舆M(jìn)行涂覆之前，將環(huán)氧化物涂料利用15重量％的PTFE-細(xì)粉末進(jìn)行改性。
3.與實(shí)施例1的層17類似，層23利用兩種成分的聚氨酯丙烯酸面涂料制造，但用PTFE代替石墨，其中，加入的PTFE-細(xì)粉末為35重量％。層23的層厚度約為350μm。
成品涂層具有0.72mm的厚度和突出的滑動(dòng)性能，特別是在使用以C-CSiC為基的由上述碳素纖維強(qiáng)化的陶瓷構(gòu)成的滑橇8的情況下。
對(duì)實(shí)施例2使用Hempel公司(D-25421 Pinneberg)的體系，其中，對(duì)層21使用硬度95360的Hempel’s 160DE的產(chǎn)品，對(duì)層22使用硬度95360的Hempel’s 552DE的產(chǎn)品并對(duì)層23使用硬度95370的Hempel’s 555DE的產(chǎn)品。
利用實(shí)施例1和2取得出乎意料的優(yōu)點(diǎn)，滑動(dòng)面/滑橇這種摩擦副的滑動(dòng)摩擦系數(shù)迅速降低，而該摩擦副的耐磨強(qiáng)度則上升多達(dá)十倍。此外，該涂層整體上取得突出的附著強(qiáng)度。
本發(fā)明并不局限于所介紹的實(shí)施例，這些實(shí)施例可以多種方式進(jìn)行變化。這一點(diǎn)特別適合于個(gè)別情況下存在的行車道支座的結(jié)構(gòu)，其中，除了涉及所述的混凝土和成者復(fù)合結(jié)構(gòu)外，還涉及完全由鋼構(gòu)成的行車道支座。此外，本發(fā)明范圍內(nèi)的概念“行車道支座”包括所有適用于制造所述類型的磁懸浮列車行車道的結(jié)構(gòu)(支架、板和模件結(jié)構(gòu)和類似結(jié)構(gòu))，并不取決于滑動(dòng)面14、19是處于混凝土支座的凸起部上還是處于鋼或混凝土構(gòu)成的專用滑動(dòng)條上，它們通過(guò)復(fù)合結(jié)構(gòu)或者通過(guò)焊接、旋接或者其他方法與其他結(jié)構(gòu)件連接成成品行車道支座，或者簡(jiǎn)單地由混凝土、復(fù)合或者鋼支座的基本平面的表面組成。此外公知舉例介紹的Hempel公司體系也可完全或者部分由其他公司的相應(yīng)體系所代替，選擇不同于不同層所述厚度的其他厚度并在層16、17或22、23中使用其他比例的添加物。作為外層17、23的基體例如也可以選擇使用一種以環(huán)氧樹(shù)脂或丙烯酸酯樹(shù)脂為基的材料。此外，合乎目的的是，滑動(dòng)面14、19分別以一定的尺寸公差范圍下限(untermaβ)進(jìn)行制造，以便在涂層之后，在涂層表面和定子疊片3的底面之間產(chǎn)生所要求的鉗口尺寸(Zangenmaβ)。作為選擇通過(guò)涂層產(chǎn)生的鉗口尺寸的凸起部也可以通過(guò)相應(yīng)改變滑橇8進(jìn)行補(bǔ)償。最后不言而喻的是，各個(gè)特征也可在與所示和所述的不同組合中使用。
權(quán)利要求
1.行車道支座，帶有一個(gè)具有涂層的用于磁懸浮列車(4)的滑動(dòng)面(14、19)，所述列車各具有至少一個(gè)用于沉降在滑動(dòng)面(14、19)上的滑橇(8)，其中，涂層至少在外部區(qū)域內(nèi)具有一種與滑橇材料一致的、用于降低摩擦和磨損的添加物。
2.按權(quán)利要求1所述的行車道支座，其特征在于，添加物含有石墨和/或者聚四氟乙烯。
3.按權(quán)利要求1或2所述的行車道支座，其特征在于，涂層多層地構(gòu)成并含有至少一個(gè)由一種利用添加物改性的聚氨酯-、環(huán)氧-或者丙烯酸酯樹(shù)脂構(gòu)成的外層(17、23)。
4.按權(quán)利要求3所述的行車道支座，其特征在于，根據(jù)滑動(dòng)面材料，外層(17、23)含有30重量％-50重量％的石墨作為添加物。
5.按權(quán)利要求3所述的行車道支座，其特征在于，根據(jù)滑動(dòng)面材料，外層(17、23)含有10重量％-40重量％的聚四氟乙烯作為添加物。
6.按權(quán)利要求3-5之一所述的行車道支座，其特征在于，涂層含有一個(gè)設(shè)置在外層(17、23)下面的、起轉(zhuǎn)接層作用的由一種利用添加物改性的環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成的第二層(16、22)。
7.按權(quán)利要求6所述的行車道支座，其特征在于，根據(jù)滑動(dòng)面材料，第二層(16、22)含有約10重量％-30重量％的石墨作為添加物。
8.按權(quán)利要求6所述的行車道支座，其特征在于，根據(jù)滑動(dòng)面材料，第二層(16、22)含有10重量％-40重量％的聚四氟乙烯作為添加物。
9.按權(quán)利要求3-8之一所述的行車道支座，其特征在于，涂層含有一個(gè)直接涂覆在滑動(dòng)面(14、19)上的、以環(huán)氧樹(shù)脂為基的作為附著底構(gòu)成的內(nèi)側(cè)第三層(15、21)。
10.按權(quán)利要求9所述的行車道支座，其特征在于，滑動(dòng)面(19)由鋼構(gòu)成并且第三層(23)作為防銹附著底構(gòu)成。
11.按權(quán)利要求1-10之一所述的行車道支座，其特征在于，涂層的層厚度總計(jì)最多1mm。
12.磁墊車，具有一條行車道和至少一個(gè)磁懸浮列車(4)，所述行車道含有大量具有滑動(dòng)面(14、19)的行車道支座(11、18)，所述列車具有至少一個(gè)用于沉降在滑動(dòng)面(14、19)上的滑橇(8)，其特征在于，行車道支座(11、18)按權(quán)利要求1-11之一或多項(xiàng)所述構(gòu)成。
13.按權(quán)利要求12所述的磁墊車，其特征在于，磁懸浮列車(4)的滑橇(8)由一種利用碳素纖維強(qiáng)化的、富含SiC的碳制造。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種行車道支座(11)和一種由此制造的磁墊車。行車道支座(11)具有一個(gè)用于磁墊車列車的滑橇的滑動(dòng)面(14)。依據(jù)本發(fā)明，滑動(dòng)面(14)具有涂層(15、16、17)，該涂層至少在外部區(qū)域(17)內(nèi)具有一種與滑橇材料一致的、用于降低摩擦和磨損的添加物。
文檔編號(hào)E01B25/30GK1764756SQ200480007835
公開(kāi)日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2004年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月25日
發(fā)明者L·米勒, 鄭清華, M·鮑爾, W·胡芬巴赫, K·孔策 申請(qǐng)人:蒂森克魯伯快速運(yùn)輸有限公司