DE2342734A1 - Fahrzeug, insbesondere nach art eines magnetschwebefahrzeugs - Google Patents

Description

Messer schiaitt-Bölkcw-Blohra Gesellschaft mit beschränkter Haftung, K ü η c h e η

Ottobrunn, 20., Aug. 1973 BSS2 Hb/pe 7590

* Fahrzeug insbesondere nach Art eines Kagnetschwebefahrzeugs

Das Fahrverhalten und die Fahrgeschwindigkeit von durch
Elektromagnete gegenüber magnetisch .leitfähigen Schienen freischwebend getragen und in Seitenrichtung geführten
Fahrzeugen wird in hohem Maße von den Eigenschaften der
5 Unterbau und Schienen umfassenden Trasse bestimmt, längs der das Fahrzeug bewegt wird. Da die Trasse starr ausgebildet sein muß, folgt das Fahrzeug allen Unebenheiten.

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Abweichungen von einem idealen Schienenverlauf erfordern jedoch Änderungen der Erregerströrne der Elektromagnete, was Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs zur Folge hat. Diese führen zu einer beträchtlichen Minderung des Fahrkomforts.

Um die durch einen ungenauen Schienenverlauf verxarsachten Erschütterungen von elektromagnetisch getragenen und geführten Fahrzeugen fernzuhalten, ist es zwar bereits bekannt (DT-OS 2 127 047), in Abhängigkeit der augenblickliehen Seiten- und Höhenbeschleunigung des Fahrzeugs und des augenblicklich wahrnehmbaren Abstandes zwischen den Elektromagneten des Fahrzeugs und den Schienen Leitlinien (sogenannte Fahruegreferenzen) zu bilden, die als Sollwert dem Seiten- bzw. Höhenregelkreis der Elektrorrtagnete aufge— schaltet werden. Hierdurch kann der Schwerpunkt des Fahrzeugs der jeweils erzeugten Leitlinie folgen, d.h. er ist in weiten Grenzen unabhängig von Änderungen der Trasse. Unabhängig von Unregelmäßigkeiten (z.B. Bauungenauigkeiten) der Trasse treten infolge der jeweils gebildeten Leitlinie nur geringe Beschleunigungsspitzen am Fahrzeug auf. ]

Durch ein derartiges Verfahren zur dynamischen Entkopplung eines Fahrzeugs von seinen Schienen läßt sich jedoch ein geforderter Fahrkomfort im wesentlichen nur erreichen, sofern die Bauungenauigkeiten der Trasse geringer sind als die Weite der von den Elektromagneten und den zugehörigen Schienen jeweils begrenzten Luftspalte bei Soll—Lage der Elektromagnete gegenüber der jeweils zugehörigen Schiene. Erreichen oder überschreiten die Amplituden der Trassenungenauigkeiten diese Luftspaltweite, so müssen die Elektro— magnete und damit das Fahrzeug den Schienen sov/eit nachge— führt werden, daß ein berührungsfreies Tragen und Führen

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des Fahrzeugs erhalten bleibt. Die Folge ist wieder eine Minderung des Fahrkomforts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug insbesondere nach Art eines Magnetschwebefahrzeugs mit einem Wagenkasten, der auf wenigstens einem mit - zura freischwebenden Tragen und Führen des Fahrzeugs bestimmten Magneten ausgerüsteten Gestell beweglich abgestützt ist, so auszubilden, daß Erschütterungen des Gestelles z.B. infolge von Trassenunregelmäßigkeiten vom Wagenkasten irn wesentliehen ferngehalten werden können und daß selbst bei einem in der vorbeschriebenen Weise von der Trasse dynamisch entkoppelten Fahrzeug noch eine Verbesserung des Fahrkomforts erreichbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wagenkasten gegenüber dem Gestell durch geregelte Elektromagnete freischwebend getragen und geführt ist.

Bei einem derartigen Fahrzeug läßt sich in vorteilhafter Weise erreichen, daß unabhängig von Störkräften und Erschütterungen des Gestelles nur geringe Beschleunigungsspitzen am Wagenkasten auftreten. Hierzu braucht beispielsweise nur analog dem vorbeschriebenen Verfahren (DT-OS 2 12 7 047) in Abhängigkeit der augenblicklichen Seiten- und Höhenbeschleunigung des Wagenkastens sowie des augenblicklich wahrnehmbaren Abstandes zwischen den Elektroma— gneten und ihnen zugeordneten Leitmitteln (z.B. Schienen des Fahrzeugs) eine Leitlinie (sogenannte Fahrzeugreferenz) gebildet zu werden, die als Sollwert einem Seiten- und Köhenregelkreis der Elektromagnete aufgeschaltet wird. Der Schwerpunkt des Wagenkastens wird dann der jeweils erzeugten Leitlinie folgen, d.h. er ist in weiten Grenzen unabhängig von Erschütterungen des Gestells infolge von Trassenunregelmäßigkeiten.

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Gemäß einer weiteren, im Rahmen der Erfindung liegenden Lösung ist bei einem Fahrzeug insbesondere nach Art eines Magnetschwebefahrzeugs mit einem Wagenkasten, der auf wenigstens einem mit - zum freischwebenden Tragen und Führen des Fahrzeugs bestimmten - Magneten ausgerüsteten Gestell über eine Federung abgestützt ist, vorgesehen, daß der Wagenkasten gegenüber dem Gestell durch geregelte Elektro— magnete geführt ist. Bei einer derartigen aktiven Federung zwischen Wagenkasten und Gestell, bei der die Elektroma— gnete die Funktion von Stellgliedern erfüllen, kann auch in der vorstehend beispielsweise beschriebenen Weise eine Fahrzeugreferenz in Abhängigkeit von der Beschleunigung des Wagenkastens und von einer Abstandsmessung zwischen Wagenkasten und Gestell gebildet werden. Außerdem läßt sich bei dem Fahrzeug die Anforderung an die von jedem Elektromagneten aufzubringende Stell-Kraft durch entsprechende Auslegung der Federung, nämlich durch eine weiche Federung mit demgemäß niedriger Eigenfrequenz, beträchtlich reduzieren.

Vorzugsweise ist bei dem Fahrzeug gemäß der Erfindung je Stütz— bzw. Führungsstelle wenigstens zwei am Wagenkasten oder Gestell einander gegenüberliegend angeordneten Elektromagneten eine dazwischen befindliche und mit dem Gestell bzw. Wagenkasten verbundene magnetisch leitfähige Schiene als Anker zugeordnet. Es ist aber beispielsweise auch möglich, je Stütz— bzw. Führungsstelle zwei gleich— gepolte Elektromagnete vorzusehen, von denen einer am Wagenkasten und einer am Gestell angeordnet ist.

Schließlich sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Elektromagnete Teile eines Regelkreises, welcher bei - den Elektromagneten vorgeschalteten — Stromstell— gliedern jeweils eine MitkojpLung eines Spannung s wert es

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entweder gemäß der Größe des augenblicklichen Erregerstrornes des betreffenden Elektromagneten oder gemäß einem augenblicklich wahrnehmbaren Abstand zwischen de.-i Elektromagneten und dem mit ihm jeweils zusammenwirkenden Teil vorsieht. Durch diese Mitkopplung werden in einfacher Weise die aus der gewollten Luftspaltänderung zwischen Wagenkasten und Gestell resultierenden Kraftänderuhgen der Elektromagnete kompensiert.

Sin Ausführungsbeispiel der Erfindung i^ird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, v/elche schematisch in der Vorderansicht ein Magnetschwebefahrzeug zeigt.

Da.3 ggf. durch einen Linearmotor angetriebene Magnetschwebefahrzeug 1 besteht aus einem Viagenkasten 2 und einem Gestell 3 mit beidseitig angeordneten Elektromagneten 4 und 5, welche das Magnetschwebefahrzeug gegenüber ihnen als Anker dienenden magnetisch leitfähigen (stationären) Schienen . freischwebend tragen bzi/. in Seitenrichtung führen. Das Gestell 3 ist hierbei mit dem Wagenkasten 2 über eine Federung verbunden; diese ist lediglich durch Tragfedern 7 symbolisch angedeutet, d.h. zwischen Gestell und Wagenkasten wird zumindest noch eine Querfederung geschaltet sein. Es handelt sich um eine sogenannte weiche Federung, z.B. um eine Federung mit Eigenfrequenzen von etwa einem Herz, die von einem Fahrgast als besonders angenehm empfunden werden.

V/ie aus der Zeichnung des weiteren ersichtlich, ist zwischen das Gestell 3 und den Wagenkasten 2 noch ein elektromagnetisches Schwebesystem geschaltet, bei dem je Stütz- bzw. Führungsstelle zwei einander gegenüberliegend am Gestell befestigte Elektromagnete S auf eine dazwischen angeordnete

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magnetisch leitfähige Schiene 9 Anzugskräfte ausüben. Von diesem Schwebesystem sind auch nur die in vertikaler Richtung wirkenden Mittel dargestellt« Es sind also auch noch (nicht dargestellte) solche elektromagnetischen Mittel vorhanden, welche den Wagenkasten 2 gegenüber dem Gestell 3 in Seitenrichtung führen, beispielsweise je Führungsstelle eine am Wagenkasten in Vertikallage angeordnete Schiene und ein dieser zugeordneter, am Träger 10 des Gestelles angeordneter Elektromagnet. Was die Anordnung der Elektromagnete 8 und · Schienen 9 betrifft, so können diese auch am Wagenkasten 2 bzw. Gestell 3 befestigt werden»

Sämtliche Elektromagnete 8 und Schienen 9 bilden in Verbindung mit der Federung (Tragfedern 7) eine aktive Federung des Wagenkastens 2 gegenüber dem Gesbell 3, wobei die Elektromagiiete die Funktion von Stellgliedern erfüllen. Dabei läßt sich durch Regelung der Erregung der Elektromagnete S in einem beispielsweise analog dem vorbeschriebenen bekannten Regelsystem (DT-OS 2 127 047) ausgebildeten Regelsystem erreichen, daß der Wagenkasten 2 von Erschütterungen des Gestelles 3, etwa infolge von Unregelmäßigkeiten der stationären Schienen 6, freigehalten wird. Zweckmäßigerweise wird man die zum freischwebenden Tragen und Führen des Magnetschwebefahrzeugs bestimmten Elektromagnete 4 und 5 auch in der in der DT-OS beschriebenen V/eise regeln.

In diesem Zusammenhang sei nochmals bemerkt, daß sich beim Regelkreis der aktiven Federung in einfacher Weise erreichen läßt, daß die aus einer (gewünschten) Luftspaltänderung zwischen den Elektromagneten 8 und der jeweils zugeordneten Schiene 9 resultierenden Kraftänderungen der Elektromagnete kompensiert v/erden. Hierzu braucht bei - den Elektromagneten 8 in üblicher V/eise vorzuschaltenden nicht dargestellten — Stromscellgliedern nur jeweils eine Mitkopplung

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eines Spannungswertes gemäß der Größe des augenblicklichen Erregerstromes des betreffenden Elektromagneten vorgenommen zu werden. Der Spannungswert kann jedoch auch dem jeweils wahrnehmbaren Abstand zwischen den Elektromagneten 8 und der jeweils zugehörigen Schiene 9 entsprechen. Zur Abstandsinformation kann man in üblicher Weise bekannte Spaltmeßeinrichtungen verwenden. Schließlich ist noch zu bemerken, daß die beschriebene aktive Federung nicht an eine Verwendung bei Magnecschwebefahrzeugen gebunden ist* Es kommen z.B. auch Rad- und Luftkissenfahrzeuge in Betracht.

- Patentansprüche —

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Fahrzeug insbesondere nach Art eines Magnetschwebefahrzeugs mit einem Wagenkasten, der auf wenigstens einem mit - zum freischwebenden Tragen und Führen des Fahrzeugs bestimmten - Magneten ausgerüsteten Gestell beweglich abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Wagenkasten gegenüber dem Gestell durch geregelte Elektromagnete freischwebend getragen und geführt ist.

   2. Fahrzeug insbesondere nach Art eines Magnetschwebefahrzeugs mit einem Wagenkasten, der auf wenigstens einem mit - zum freischwebenden Tragen und Führen des Fahrzeugs bestimmten - Magneten ausgerüsteten Gestell über eine Federung abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagenkasten (2) gegenüber dem Gestell (3) durch geregelte Elektro-rmagnete (8) geführt ist.

   Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß je Stütz- bzw. Führungsstelle wenigstens zwei am Wagenkasten oder Gestell (3) einander gegenüberliegend angeordneten Elektromagneten (8) eine dazwischen befindliche und mit dem Gestell bzw. Wagenkasten (2) verbundene magnetisch leitfähige Schiene (9) als Anker zugeordnet ist.

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   4. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektromagnete (8) Teile eines Regelkreises sind, welcher bei - den Elektromagneten vorgeschalteten - Stromstellgliedern jeweils eine Mitkopplung eines Spannungswertes entweder gemäß der Größe des augenblicklichen Erregerstromes des betreffenden Elektromagneten oder gemäß einem augenblicklich wahrnehmbaren Abstand zwischen dem Elektromagneten und dem mit ihm jeweils zusammenwirkenden Teil (Schiene 9) vorsieht.

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