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Magnetschwebebahn,

 

Magnetbahn, Magnetschnellbahn, innovatives, spurgebundenes Landverkehrsmittel, v. a. für Fernverkehr, mit hoher Geschwindigkeit und Fahrzeugen, die von magnetischen Kräften getragen, geführt und bewegt werden.

 

Beim elektromagnetischen Schweben (EMS) halten regelbare Elektromagnete in Verbindung mit einem elektronischen Regelsystem gleich bleibenden, ständig von Sensoren gemessenen Abstand zwischen Fahrzeug und Fahrweg, indem die Magnetkräfte Gleichgewicht mit allen von Masse und Dynamik verursachten Fahrzeugkräften herstellen. Jede Änderung des rd. 10 mm großen Luftspalts führt zu einer entsprechenden Änderung der Magnetkräfte. Das System ist prinzipiell instabil und nur mit der Regelung funktionsfähig. EMS beruht auf anziehenden Magnetkräften, die einzeln geregelte Elektromagnete des Fahrzeugs auf ferromagnetischen Reaktionsschienen (Statorpakete) unter dem Fahrweg ausüben. Dazu greift das Fahrzeug mit seinen Magnetgestellen seitlich unter den Fahrweg. Die Tragmagnete heben das Fahrzeug an, Führmagnete halten es seitlich in der Spur. Im Stillstand setzt das Fahrzeug mit Kufen auf dem Fahrweg auf.

 

Als Antrieb und Bremse werden Linearmotoren benutzt, deren aktiver Teil im Fahrzeug (Kurzstator) oder im Fahrweg (Langstator) liegen kann. Bei Langstatortechnik lassen sich Trag- und Vortriebsfunktion in einem Magnetsystem zusammenfassen. Die mit Drehstrom gespeisten Statorwicklungen erzeugen entlang der Trasse ein elektromagnetisches Wanderfeld, von dem das Fahrzeug über die Tragmagnete berührungsfrei mitgezogen und durch Umpolen des Magnetfeldes gebremst wird. Zur Regelung von Kraft und Geschwindigkeit sind Amplitude und Frequenz des Drehstroms stufenlos einstellbar. Die Energie zur Versorgung des Trag- und Führsystems sowie der Einrichtungen im Fahrzeug entnehmen Lineargeneratoren in den Tragmagneten berührungsfrei dem Langstator.

 

Das elektrodynamische Schweben (EDS) wurde bis 1977 auch in Deutschland untersucht und seither in Japan weiterentwickelt. Es beruht auf abstoßenden Magnetkräften. Magnetspulen am Fahrzeug erzeugen starke Magnetfelder, die während der Bewegung entsprechend hohe Ströme in Reaktionsspulen der Fahrbahn hervorrufen; die dabei entstehenden magnetischen Gegenfelder bewirken abstoßende Kräfte und damit den Luftspalt von rd. 100 mm zwischen Fahrbahn und Fahrzeug. Die nötigen Feldstärken werden durch supraleitende, mit flüssigem Helium gekühlte Magnetspulen (unter —200 ºC) erreicht. Der Schwebevorgang ist selbststabilisierend, guter Fahrkomfort jedoch nicht ohne zusätzlicher Dämpfung möglich. Die magnetische Abstützung setzt eine Mindestgeschwindigkeit voraus, deshalb sind zum Anfahren und Halten Räder nötig. Elektromagnetische Verträglichkeit wird durch aufwendige Abschirmung der Fahrgasträume erreicht.

 

Permanentmagnetisches Schweben (PMS) nutzt die abstoßenden Kräfte gleichnamiger Pole von Dauermagneten für die Tragfunktion. Die Spurführung kann aus physikalischen Gründen nicht ebenfalls permanentmagnetisch ausgeführt werden. Das System hat bisher keine Bedeutung erlangt.

 

In Deutschland konzentrierte sich die Entwicklung ab 1977 auf das EMS-System Transrapid. Als Versuchsanlage steht seit 1983 bei Lathen im Emsland ein aufgeständerter Rundkurs teils in Beton-, teils in Stahlbauweise zur Verfügung. Er besteht aus zwei ringförmigen Schleifen mit 1 690 m und 1 000 m Durchmesser, einer geraden Verbindungsstrecke und drei Stahlbiegeweichen. Der Betrieb wird von einem Leitstand im Versuchszentrum gesteuert und überwacht. Das Versuchsfahrzeug Transrapid (TR) 07 erreichte 1993 als bisher größte Geschwindigkeit auf der Anlage 450 km/h.

 

In Japan haben die Bahngesellschaft JR Central und das Eisenbahnforschungsinstitut 1997 eine 18,4 km lange Teststrecke mit trogförmiger Fahrbahn für EDS-Technik in der Präfektur Yamanashi in Betrieb genommen. Der Maglev (Magnetically Levitated Transport System) erreichte am 14. 4. 1999 mit 552 km/h einen Weltrekord. Bei weiterem erfolgreichem Verlauf der Versuche wird der Abschnitt Teil einer Betriebsstrecke zwischen Tokio und Ōsaka.

 

Literatur:

 

V. Jung: Magnet. Schweben (1988);

 

M.en, bearb. v. R. Miedtank (²1989);

 

Magnetbahn Transrapid. Die neue Dimension des Reisens, bearb. v. K. Heinrich u. R. Kretzschmar (1989);

 

Auswirkungen eines neuen Bahnsystems auf Natur u. Landschaft, bearb. v. H. Arenales u. a. (1996);

 C. Reuber: Berührungsloses Transportsystem mit Synchron-Linearantrieb (1996).

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

Magnetschwebebahn: Räderlos, schwebend, schnell