專利名稱：用于磁懸浮車輛的車道支座的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求I前序部分所述的用于磁懸浮車輛的具有至少ー個滑行面的車道支座，并且涉及一種按權利要求11前序部分所述的用于對這種車道支座的滑行面進行覆層的方法。
背景技術：
在用于磁懸浮車輛的車道支座上的滑行面用于在緊急情況下、例如在電流中斷或者在支承磁鐵受損的情況下車輛即使在高的速度情況下的可靠停車。所述車輛為此目的具有相應的滑橇。如果滑行面設有減少摩擦的覆層，則磁懸浮車輛在滑行面上的行駛能夠有利地繼續(xù)直至對于乘客最近的換乘機會或者直至最近的維修車間。
DE102004028948公開了ー種用于磁懸浮列車的具有滑行面的車道支座。通過火焰噴涂方法在該滑行面上施加有一個單層或者多層的陶瓷層體。所述層體相對較薄，這就是為什么滑行面的粗糙性也在該陶瓷層體上呈現(xiàn)。為了光滑處理在陶瓷層體上設置由樹脂系統(tǒng)形成的外面的層，該外面的層通過噴涂或者滾壓方法濕化學地施加到陶瓷表面上。該涂覆方法主要對于樹脂系統(tǒng)是合適的。然而，以噴涂或者滾壓方法濕化學地涂敷樹脂系統(tǒng)后，需要在受控的氣候條件(溫度，空氣濕度)下的進行耗時的干燥。這使得行駛構件支座的制造復雜化并且在現(xiàn)場維修具有受損的滑行面覆層的車道支座時導致在磁懸浮列車行駛運行中的延遲
發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于，提供具有被覆層的滑行面的車道支座，該車道支座能夠有效率地制造。另ー目的是給出一種用于對車道支座的滑行面進行覆層的方法，該方法能夠以較少的時間耗費用于制造車道支座并且用于對車道支座的受損的覆層進行修復。本發(fā)明通過具有權利要求I的特征的車道支座以及通過具有權利要求11特征的方法實現(xiàn)上述目的。根據(jù)本發(fā)明的用于磁懸浮車輛的車道支座具有至少ー個滑行面，磁懸浮車輛能夠以至少一個滑橇下降在所述滑行面上?；忻嬖O有低摩擦的多層的覆層，該覆層具有至少一個設置在滑行面上的陶瓷層。該車道支座的特征在于，在所述陶瓷層上設置至少ー個以熱噴涂方法制造的非陶瓷層。根據(jù)本發(fā)明的用于對磁懸浮車輛用的車道支座的至少ー個滑行面進行覆層的方法具有下面的步驟。將至少ー個陶瓷層通過熱噴涂方法施加在行駛機構支座的至少ー個滑行面上。接著，將非陶瓷層通過熱噴涂方法、特別是通過火焰噴涂施加到所述至少一個陶瓷層上。用于施加非陶瓷層的熱噴涂方法使得在較少的時間耗費情況下制造或者維修行車軌支座成為可能，因為與濕化學涂敷方法相關聯(lián)的干燥時間被省去了。此外，涂敷也被簡化，因為能夠放棄在涂覆和干燥覆層時對滑行面費事的空氣調(diào)節(jié)。
在車道支座的一個優(yōu)選的構造方式中，非陶瓷層具有聚合物、特別是聚こ烯和/或聚醚酮和/或聚醚醚酮。這些材料是可熱噴涂的并且在摩擦學上是非常合適的。在所述方法的一個優(yōu)選的構造方式中，為了施加非陶瓷層對以至少ー個陶瓷層預覆層的滑行面進行預熱。以這種方式實現(xiàn)非陶瓷層的更好附著。在此特別優(yōu)選的是，對以所述至少一個陶瓷層預覆層的滑行面通過用于施加 陶瓷層的熱噴涂方法進行預熱。覆層過程以這種方式在時間上以及同時在待使用的能量方面變得特別有效率。其他的有利構造方式和改進構造方式在從屬權利要求中給出。


下面結合實施例所帯的附圖詳細闡述本發(fā)明。其中圖I示出具有車道支座以及車輛的磁懸浮列車的示意性橫截面圖；圖2示出由混凝土制成的車道支座的示意的、透視的部分視圖，該車道支座帶有同樣由混凝土制成的滑行面；圖3示出由混凝土制成的車道支座的與圖2相應的部分視圖，該車道支座帶有被覆層的由鋼制成的滑行面；并且圖4示出另ー實施例中的由混凝土制成的車道支座的與圖2相應的部分視圖。
具體實施例方式圖I中示意性示出具有長定子直線電動機形式的驅動裝置的磁懸浮列車的橫截面圖。該磁懸浮列車包括多個車道支座1，這些車道支座在給定的路線的方向上ー個接ー個地設置并且?guī)в性O置在車道板2下側上的、設有線圈的定子疊片3。帶有支承磁鐵5的車輛4能夠沿著車道支座I行駛，各支承磁鐵與定子包2的下側對置并且同時提供用于長定子直線電動機的勵磁場。在車道板2的上側上設置有沿行駛方向延伸的滑行面6，滑行面例如構造為專門的、固定在車道板2上的滑動板條7的表面。滑行面6與固定在車輛4的底側上的滑橇8共同作用，滑橇在車輛4的靜止狀態(tài)支撐在滑行面6上，從而在定子包3和支承磁鐵5之間存在相對大的間隙9。作為用于滑橇8的表面的材料能夠例如使用以碳素纖維增強的且富含SiC的碳素陶瓷。為了行駛首先激活支承磁鐵5，以便將滑橇8從滑行面6抬起并且在由此建立的懸浮狀態(tài)中將間隙9的大小調(diào)節(jié)到例如10mm。接著，使車輛4進行運動。這種磁懸浮列車已為本領域技術人員所普遍公知(例如“ NeueVerkehrstechnologienHenschel Magnetfahrtechnik 6/86(“新交通技術”,Henschel 磁行駛技術6/86))。在圖2中示出由混凝土制成的車道支座11，該車道支座在其上側設有與其一體制造的凸出部或者說凸肩12，該凸出部或者說凸肩在其上側上具有用于按圖I的磁懸浮車輛4的滑橇8的滑行面14。這種混凝土車道支座11例如由文獻ZEV-Glas.Ann 105, 1989, S. 205-215 或者“Magnetbahn Transrapid, die neue Dimension desReisens”，Hestra Verlag Darmstadt 1989，S. 21-23 (“高速交通工具磁懸浮列車，新的旅程范國”，Hestra出版社Darmstadt 1989，S. 21-23)所公知，因此通過參考這些文獻而使它們成為本申請的內(nèi)容。
滑行面14設有ー個多層的覆層。該覆層具有至少ー個陶瓷層和一個非陶瓷層。在圖2的實施例中，該覆層由正好兩個彼此相疊設置的層、ー個陶瓷層15和ー個非陶瓷層17組成。然而兩個層的數(shù)量在此不是限制性的。例如也能夠彼此相疊地設置多個陶瓷層，最后將一個非陶瓷層施加到這些陶瓷層上。在本申請的范疇內(nèi)，凸肩12的表面14稱為滑行面且由所施加的各層、這里是陶瓷層15和非陶瓷層17所組成的層體稱為滑行面14的覆層。直接施加到車道支座I的由混凝土組成的且例如通過噴砂制備的滑行面14上的陶瓷層15例如可以是氧化鋁層。作為替代，陶瓷層15可包含由50%至99. 9%質量百分比氧化鋁和50%至0. 1%質量百分比的ニ氧化鈦組成的混合物。在此，形成ー種具有高硬度和較高韌度的材料，該材料實現(xiàn)在混凝土上的良好附著并且至少部分補償各部件不同熱膨脹。
陶瓷層15優(yōu)選以熱噴涂方法施加。在此，等離子噴涂、弧光噴涂以及激光噴涂并且特別是火焰噴涂和高速火焰噴涂是適合的。在此，原材料能夠例如以粉末形式輸送。非陶瓷層17同樣以熱噴涂方法施加。為了能夠防止非陶瓷的原材料分解，例如火焰噴涂方法是適合的，在該火焰噴涂方法中，原材料借助保護氣流帶入火焰中。非陶瓷層17以及因此整個覆層在施加后立即隨時可用。用于非陶瓷層17的合適的材料是聚こ烯(PE)且特別是超高分子量聚こ烯(UHMW-PE)0 PE是價廉的并且具有摩擦技術(摩擦學)上好的特性。替代性的材料是聚醚酮、優(yōu)選聚醚醚酮(PEEK)或者PE和PEEK的混合物。也可以使用改性環(huán)氧樹脂，其中，作為可流動的預聚物存在的環(huán)氧樹脂可以與石墨顆粒和/或優(yōu)選是空的玻璃珠混合。作為層厚在0. I至0. 2_范圍內(nèi)的厚度是非常合適的?？梢园砑觿垼鎏砑觿┨貏e是用于降低覆層的非陶瓷層17中的摩擦以及因此降低磨損。這種添加劑優(yōu)選是石墨或者聚四氟こ烯(PTFE)。圖3示出另ー的實施例中的車道支座的截面。在此，涉及接合式構造方式的車道，該車道包含多個ー個接一個設置的、由混凝土制造的車道支座18，在這些車道支座的上表面上嵌入由鋼制成的、設有滑行面19的滑動板條20。這些滑行面19在實施例中稍微突出于余下的車道支座18的表面并且能夠以已知的方式設有防腐蝕層。又將ー個陶瓷層22施加到滑行面19上，在該陶瓷層22上設置有非陶瓷層23。關于可用于層22和23的材料，參照圖2中的實施例的相應的層15和17。為了圖解說明，在根據(jù)圖3的實施例中，非常夸張地示出陶瓷層22的粗糙度，從而能夠看出糙面峰部24和糙面谷部25。陶瓷層22的粗糙度的原因是粗糙的底土、例如在圖2的實施例中由混凝土制成的凸肩12中所呈現(xiàn)的粗糙度。然而在該實施例中使用的由鋼制成的滑動板條20中，該陶瓷層22也形成一個粗糙的表面，特別是在陶瓷層通過熱噴涂方法施加的條件下?；?與陶瓷層22的粗糙的表面的直接接觸將導致，只在一定的磨合時間以及在糙面峰部24磨平之后才能獲得最終的以及有利的滑動特性，這是不被期望的。非陶瓷層23填充陶瓷層22的糙面谷部25并且提供這樣ー個用于滑橇8的在摩擦學上有利的光滑的接觸面。在根據(jù)圖4的實施例中，行駛機構支座的滑行面34具有三層的覆層。在此，兩個陶瓷層35和36彼此相疊設置，在這兩個陶瓷層上設置ー個非陶瓷層37。
第一陶瓷層35在此例如具有如在圖2中所描述的陶瓷層15那樣的材料成分。而第二陶瓷層36包含具有至少90%質量百分比、優(yōu)選95%質量百分比的Al2O3以及最大10%質量百分比、優(yōu)選最大5%質量百分比的TiO2的混合物。第二陶瓷層36此外能夠包含添加齊U，特別是石墨或者PTFE。第二陶瓷層36通過相對第一內(nèi)部層35改變的材料成分具有更有利的磨損性能和滑動性能。如在前面所描述的實施例中那樣，非陶瓷層37又用于提供覆層的光滑表面。在所有的實施例中，由PE或者PEEK制成的非陶瓷層17、23、37以(保護氣體)火焰噴涂方法施加。在此，如果基底即滑行面14、19、34連同所述施加的陶瓷層15、22、35、36被預熱，則實現(xiàn)良好的附著。預熱溫度依賴于火焰噴涂方法的參數(shù)并且不僅對于陶瓷層體的涂敷、而且對于以聚合物火焰涂覆而言優(yōu)選在100°C至150°C的范圍內(nèi)。如果所述陶瓷層15、22、35、36也以熱噴涂方法、特別是火焰噴涂方法施加，這些層體的施加已經(jīng)導致滑行面14、19、34和所施加的陶瓷層15、22、35、36自身的加熱。所述加熱可有利地作為預熱用于非陶瓷層17、23、37的施加。在此，能夠通過在施加陶瓷層和非陶瓷層之間的時間上的延遲調(diào)節(jié)到優(yōu)選的預熱溫度?！に枋龅挠糜趯嚨赖幕忻孢M行覆層的方法不僅能夠用于制造車道支座而且能夠用于現(xiàn)場修復受損的覆層。下面再借助兩個實施例詳細闡述該方法。實施例I由混凝土制成的車道支座例如根據(jù)DE10314068實施地在エ廠方面已經(jīng)設有覆層，該車道支座這樣受損，即，所述覆層至少部分地從車道支座的滑行面去除。為了進行修復，車道支座的發(fā)生損壞的部分在不事先拆卸的情況下被噴砂處理。接著，遺留的噴射材料借助壓縮空氣從待覆層的表面移除。在這樣預處理過的以及粗化的且清理過的表面上通過火焰噴涂或者火焰粉末噴涂施加由Al2O3和TiO2的混合物組成的韌性的且堅硬的陶瓷層。該陶瓷層由60%質量百分比的Al2O3和40%質量百分比的TiO2組成且具有50±5iim的厚度。一個非陶瓷層作為覆蓋層體同樣以火焰噴涂方法施加到帶有陶瓷層的、通過施加陶瓷層還被預熱的滑行面上。該覆蓋層體一方面使得表面光滑且另一方面具有對水和污染物的防護特性。覆蓋層體由平均層厚為150±15iim的超高分子量聚こ烯(UHMW-PE)制成。覆層的總層厚因此為200±20iim。實施例2在用于エ廠方面制造的方法中，由混凝土制成的車道支座首先通過打磨預處理。接著將三個單層類似于根據(jù)圖4的設置施加到車道支座滑行面上。首先將第一陶瓷層涂敷到滑行面上。該第一陶瓷層由60%質量百分比的Al2O3和40%質量百分比的TiO2組成，平均層厚為大致50iim。同時地或者在將第一陶瓷層涂敷到行駛機構支座的滑行面的長度和寬度上后立即進行第二陶瓷層的涂敷。該第二陶瓷層由97%質量百分比的Al2O3和3%質量百分比的TiO2組成。第一和第二陶瓷層的涂敷通過火焰噴涂進行，其中，粉末狀、線狀、棒狀或者絲狀的覆層材料借助可燃氣體-氧氣火焰進行加熱并且在供給附加的壓縮空氣的情況下以高的速度噴涂到基體材料上。在本例中，使用由三個噴嘴組成的裝置以涂敷第一和第二陶瓷層以及涂敷ー個非陶瓷層作為第三層，這三個噴嘴關于滑行面一個接ー個地設置并且以預給定的速度沿著滑行面移動。將ー種用于施加第一陶瓷層的覆層混合物輸送給前面的噴嘴且將ー種用于施加第二陶瓷層的覆層混合物輸送給中間的噴嘴，這有利地使得兩個層35和36的同時涂敷成為可能。一旦前面的陶瓷層完全被施加到滑行面上，借助噴嘴裝置的后面的第三個噴嘴施加非陶瓷層。最先的兩個噴嘴的運行參數(shù)、噴嘴相互之間的間距以及噴嘴裝置的進給速度在此確定預熱溫度，在該預熱溫度下進行非陶瓷層的施加。在最先的兩個噴嘴運行參數(shù)預給定以及進給速度預給定的情況下，噴嘴的間距特別是能夠如此選擇，使得調(diào)整出所期望 的預熱溫度。為了施加非陶瓷層，可能在輸送保護氣體的情況下，將ー種聚合物混合物輸送給第三噴嘴。該混合物包含聚醚酮、優(yōu)選改性的PEEK以及添加剤、例如聚四氟こ烯、石墨以及較短的碳纖維。外面的第三層具有大致150 u m的層厚。
權利要求
1.一種車道支座，其包括至少ー個用于磁懸浮車輛(4)的滑行面(14、19、34)，所述磁懸浮車輛具有至少ー個用于下降在所述滑行面(14、19、34)上的滑橇(8)，其中，所述滑行面(14、19、34)設有ー個低摩擦的多層的覆層，所述覆層具有至少ー個設置在所述滑行面(14、19、34)上的陶瓷層(15、22、35、36)，其特征在于，在所述陶瓷層(15、22、35、36)上設置至少ー個以熱噴涂方法制造的非陶瓷層(17、23、37)。
2.按權利要求I所述的車道支座，其特征在于，所述非陶瓷層(17、23、37)具有聚合物。
3.按權利要求2所述的車道支座，其特征在于，所述非陶瓷層(17、23、37)具有聚こ烯和/或聚醚酮和/或聚醚醚酮。
4.按權利要求3所述的車道支座，其特征在于，所述聚こ烯是具有大于lOOOkg/mol、優(yōu)選大于3000kg/mol的平均摩爾質量的超高分子量的聚こ烯。
5.按權利要求2所述的車道支座，其特征在于，所述非陶瓷層(17、23、37)具有環(huán)氧樹脂。
6.按權利要求I至5之一所述的車道支座，其特征在于，所述非陶瓷層(17、23、37)包含至少ー種潤滑物添加剤。
7.按權利要求6所述的車道支座，其特征在于，所述潤滑物添加劑是石墨或者聚四氟こ烯。
8.按權利要求I至7之一所述的車道支座，其特征在于，所述非陶瓷層(17、23、37)還具有碳纖維。
9.按權利要求I至8之一所述的車道支座，其特征在于，所述至少ー個陶瓷層(15、22、35、36)具有氧化鋁或者氧化鋁和ニ氧化鈦并且以熱噴涂方法制造。
10.按權利要求I至9之一所述的車道支座，其特征在于，用于施加非陶瓷層(17、23、27)的熱噴涂方法和/或用于施加陶瓷層(15、22、35、36)的熱噴涂方法是火焰噴涂方法。
11.一種用于對磁懸浮車輛(4)用的車道支座(I)的至少ー個滑行面(14、19、34)進行覆層的方法，所述方法具有下面的步驟 a)通過熱噴涂方法將至少ー個陶瓷層(15、22、35、36)施加到至少行駛機構支座的滑行面(14、19、34)上；以及 b)通過熱噴涂方法、特別是通過火焰噴涂將非陶瓷層(17、23、37)施加到所述至少ー個陶瓷層(15、22、35、36)上。
12.按權利要求11所述的方法，其特征在于，為了施加所述非陶瓷層(17、23、37)，對以所述至少ー個陶瓷層(15、22、35、36)預覆層的滑行面(14、19、34)進行預熱。
13.按權利要求12所述的方法，其特征在于，通過用于施加所述陶瓷層(15、22、35、36)的熱噴涂方法預熱所述以所述至少ー個陶瓷層(15、22、35、36)預覆層的滑行面(14、19、34)。
全文摘要
車道支座包括用于磁懸浮車輛(4)的至少一個滑行面(14、19、34)，所述磁懸浮車輛具有至少一個用于下降在所述滑行面(14、19、34)上的滑橇(8)，其中，所述滑行面(14、19、34)設有一個低摩擦的多層的覆層，所述覆層具有至少一個設置在所述滑行面(14、19、34)上的陶瓷層(15、22、35、36)。所述車道支座的特征在于，在所述陶瓷層(15、22、35、36)上設置至少一個以熱噴涂方法制造的非陶瓷層(17、23、37)。
文檔編號E01B25/32GK102803611SQ201180014145
公開日2012年11月28日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權日2010年5月19日
發(fā)明者M·鮑爾, 鄭清華 申請人:蒂森克魯伯快速運輸有限公司