DE2442118A1 - Fahrzeug mit einer magnetischen daempfungseinrichtung - Google Patents

Fahrzeug mit einer magnetischen daempfungseinrichtung

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DE2442118A1
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vehicle
sprung
suspension
unsprung
electromagnets
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Withdrawn
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DE2442118A
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Charles Theodore
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Rohr Inc
Original Assignee
Rohr Industries Inc
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Publication of DE2442118A1 publication Critical patent/DE2442118A1/de
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F6/00Magnetic springs; Fluid magnetic springs, i.e. magnetic spring combined with a fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G13/00Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
    • B61F5/24Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes
    • B61F5/245Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes by active damping, i.e. with means to vary the damping characteristics in accordance with track or vehicle induced reactions, especially in high speed mode
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/26Mounting or securing axle-boxes in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/30Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/308Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes incorporating damping devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • Fahrzeug mit einer magnetischen Dämpfungseinrichtung Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen wirkenden magnetischen Dämpfungseinrichtung.
  • Auf dem Gebiet der Eisenbahnen mit starren Schienen und Rädern mit Spurkränzen, wie sie in der ganzen Welt verwendet werden, hat sich in den letzten 150 Jahren technisch nur wenig geändert. Zwar hat sich das grundlegende Konzept in der Vergangenheit sehr bewährt; bei höheren Geschwindigkeiten auftretende Schwierigkeiten lassen die Anwendung dieses Konzeptes bei schnelleren und komfortableren Zügen jedoch in zunehmendem Maße unpralctisch und unvorteilhaft erscheinen. Die mit Spurkränzen versehenen Räder waren sehr vorteilhaft bei den verhältnismäßig geringen Geschwindigkeiten, die im 19. und in der 1. Hälfte des 20. Jahrhunderts üblich waren; bei den jetzt geforderten höheren Geschwindigkeiten treten hierbei jedoch Schwierigkeiten auf, da bei diesen hohen Geschwindigkeiten die Räder auf den Schienen springen und Schwingungen ausführen, die zu einem rauhen und unbequemen Fahrverhalten führen. Diese bei hohen Geschwindigkeiten auftretenden Schwierigkeiten können bei herkömmlichen Fahrzeugen mit bekannten AuShängungs- bzw. Federungssystemen nicht überwunden werden.
  • Bei jeder Art eines Landtransports mittels Rädern laufen diese auf einer Fahrbahn oder auf einer iiber dem Fahrzeug angeordneten IIängebahn, die eine mehr oder weniger unregelmäßige Oberfläche haben. Es ist bekannt, daß man ein für die Fahrgäste und die Fracht günstiges Fahrverhalten bei unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten nur dann erfolgreich erreicht, wenn man das Federungsverhalten und insbesondere das Dämpfungsverhalten des Fahrzeugs beeinflussen kann. So hat man schon versucht, bei einem schienengebundenen Luftkissenfahrzeug ein Federungs-Dämpfungs-System vorzusehen, bei dem drei Schichten für die Aufhängung bzw. Federung zwischen der Fahrgastkabine und der Führungsbahn verwendet werden. Die 1. Federungsschicht des Fahrgestells besteht aus Luftkissen.
  • Die 2. und die 3. Schicht bestehen aus passiven Luftfedern für die Aufhängung und aktlven hydraulischen Elementen für die Dämpfung. Beschleunigungsmesser sind am Fahrgestell und dem Fahrzeugkörper angebracht und erzeugen Signale, wenn sich eines der Fahrzeugteile aus einer vorgegebenen Stellung bewegt. Diese Signale werden einem Bordcomputer zugeführt, der den erforderlichen hydraulischen Druck für die verschiedenen hydraulischen Dämpfungselemente ermittelt, um den ßahrzeugkörper auf einer glatten Bahn zu-halten.
  • Bei einigen Luxus-Kraftfahrzeugen werden ähnliche passive Federn für die Federung und damit zusammenwirkende aktive hydraulische oder pneumatisch-hydraulische Dämpfungseinrichtungen verwendet, wie auch hydraulisch-pneumatische Einrichtungen für die Federung und die Dämpfung.
  • Es ist auch bekannt, in einer Richtung wirkende magnetische Anziehungskräfte zu verwenden, um Landfahrzeuge zu federn und zu dcBlpfen, beispielsweise Elsenbahnzüge mit Fahrgestellen.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieses System mehrere Nachteile hat. Die Magnete müssen ständig erregt werden, auch wenn das Fahrzeug still steht, um die erforderliche Federung und Aufhän.iiiig zu gewährleisten; daher muß für die Fahrzeugafhängun ständig Energie zugeführt werden. Die Magnete müssen für diese Doppelfunktion sehr groß ausgeführt werden, wodurch sich die gefederte Fahrzeugmasse erhöht, so daß die Nutzlast verringert wird. Die Verwendung eines. in einer Richtung wirkenden Anziehungskraft feldes setzt als Gegenkraft die Schwerkraft voraus; daher ist es nicht möglich, hierbei die horizontale Bewegung der gefederten und ungefederten Fahrzeugteile zu beeinflussen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art mit e einer Dämpfungseinrichtung so aus zugestalten, daß bei einfachem Aufbau und geringem Verbrauch an elektrischer Energie eine wirkungsvolle Dämpfung erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Paar von Elektromagneten am gefederten Fahrzeugteil befestigt ist, daß ein vom ungefederten Fahrzeugteil getragener ferromagnetischer Anker zwischen den beiden Elektromagneten angeordnet und in einer Mittellage im gleichen Abstand zu beiden Elektromagneten gehalten ist, daß eine gesonderte Federung zwischen den gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen angeordnet und mit diesen verbunden ist, um diese in der Mittellage im Abstand voneinander zu halten, und daß eine die Veränderung der Relativlage des-Ankers zu den Elektromagneten erfassende Regel einrichtung die Erregerenergie für die Magnetfelder der Elektromagnete derart ändert, daß eine vertikale Verlagerung des ungefederten FAhrzeugteils gedämpft wird, und den Anker in die Mittellage zuriic1kführt, wenn auf das Fahrzeug eine das Gleichgewicht störende 'traft einwirit.
  • Durch die Erfindung wird ein neuartiges magnetisches Dämnfungssystem geschalffen, das im Zusammenwirken mit einem herkömmlichen Fahrzeugfederungssystem infolge seines geringen Gewichtes eine Erhöhung der Nutzlast ermöglicht, dessen Energieverbrauch gering ist infolge seiner geringen Größe und der Tatsache, daß es keine Energie benötigt, wenn eine Dämpfungswirlung nicht erforderlich ist; dabei wird eine sehr wirksame Beeinflussung der Schwingungen zwischen den gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen erreicht, indem mehrere einander entgegen wirkende Magnetkräfte aufgebracht werden; die Ansprechzeit des Systems ist geringer als bei der Verwendung von aktiven hydraulischen oder hydraulischpneumatischen Bauteilen.
  • Diese und andere Vorteile werden im wesentlichen erreicht, durch die Verwendung einer aktiven nichtlinearen l?egeleinrichtung, die gesondert geregelte Erregungsenergie zu im Abstand angeordneten und einander gegenüber liegenden Magnetfeldern leitet, die vom gefederten Fahrzeugteil getragen werden und mit einem nichtberührenden ferromagnetischen Bauteil. zusammenwirken, das vom ungefederten Fahrzeugteil getragen wird und zwischen den das Feld erzeugenden Magneten angeordnet ist. Die Fahrzeugfederung besteht bei einer bevorzugten Ausführungsform aus mehreren federnden, unter Druck stehenden Behältern mit passiven Schraubenfedern oder dergl., wobei eine Einrichtung vorgesehen ist für die selbsttätige Regelung des Innendrucks bei sich ändernden Lasten, sowie eine an Bord mitgeführte Druckquelle. Passive Rederungsaufhängungen bekannter Bauart können ebenfalls verwendet werden.
  • Die Dämpfung der Schwingungen zwischen den gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen wird dadurch erreicht, daß die den Elektromagneten zugeführte Erregerleistung in Abhängigkeit von Positionsfühlern und/oder Trägerfühlern verändert wird, deren Ausgangssignale sich in Abhängigkeit von der Relativbewegung der gefederten und gefederten Fahrzeug teile ändern und die am gefederten Fahrzeugteil angebracht sind und mit einem zuge ordneten nichtlinea.ren Regelkreis verbunden sind. Die starke der magnetischen Felder wird somit aktiv in einem Bereich von 0 bis zu einer Maximalkraft verändert, wie es erforderlich ist, ilin den ungefederten Fahrzeugteil entwedser von dem gefederten Fahrzeugteil weg oder zu diesen hin zu bewegen, um einen verhältnismäßig gleichbleibenden Abstand und eine gleichbleibende absolute Stellung des gefederten Fahrzeugteils aufrechtzuerhalten unabhängig davon, ob Tjnebenheiten der FAhrbahn auf dem die Fahrbahn berührenden ungefederten Fahrzeugschnitt einwirkten oder ob verschiedene Kräfte auf den gefederten Fahrzeugabschnitt wirken.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Schienenfahrzeug mit einer Federung und aktiver Dämpfung gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgeführten Eisenbahnfahrgestells und Fig. 3 eine Teilansicht des Fahrgestells naon Fig. 2, Fig. 4 ein Blockschaltbild der elektrischen Regeleinrich--tung für die aktive Dämpfung; Fig. 5 in schematischer Darstellungsweise die Einrichtung zur aktiven horizontalen und vertikalen Dämpfung mit einer Druckmittelversorgung und einer Regeleinrichtung für die Fahrzeugfederung: Fig. 6 ein Schienenfahrzeug mit zwei erfindungsgemäß ausgeführten IPahrgestellen In Fig. 1 ist ein Fahrzeug 10 gezeigt mit einen ungefederten Fahrzeugteil 12 und einem gefederten Fahrzeugteil 14, die beide einer dem das Fahrzeug tragenden Boden 1 ü angeordnet sind. Obwohl als bevorzugtes Ausführungsbeispiel ein Fahrzeug dargestellt ist, das auf dem Boden 16 fährt, können selbstvorsändlich die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch bei an oben liegenden Bahnen Fahrzeugen ausgeführt werden, ebenso wie auch bei jedem anderen Transportmittel, das gefederte und llngefederte Teile au: eist.
  • Das Fahrzeug hat eine Federung 18. Es kann jede herkömmliche und geeignete Federung im Ralllnerv der Erfindung verwendet werden, beispielsweise Kombinationen von Luftbehältern und passiven Federn, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 gezeigt, Hydraulisch-pneumatische oder hydraulische Zylinder o. dgl. Der gefederte Teil 14 des Fahrzeugs 10 trigt obere Elektromagnete 20 und interne Elektromagnete 22, die jeweils vertikal übereinander ausgerichtet sind, einen Beschleunigungsfühler 21S, einen Weggeber 26 und eine Regeleinrichtung 28 zur Regelung der Starke des elektromagnetischen Feldes der oberen und unteren Elektromagnete 20 bzw. 22. Der ungefederte Teil 12 des Fahrzeugs 10 trägt die mit einem Spurkranz versehenen Räder 30, die auf Schienen "1 laufen und geführt werden, und je # einen ferromagnetischen Anker 32, der zwischen den oberen rnd unteren Elektromagneten 20 bzw. 22 angeordnet ist. Die der Fahrzeugaufhängung dienenden Federeinrichtung 18, die vorher beschrieben wurde, ist zwischen dem gefederten Fahrzeugteil 14 und dem ungefederten Fahrzeugteil 12 befestigt. Es sind elektrische Leitungen gezeigt, die die versch-iedenen elektronischen und elektrischen Bauteile wie die Regeleinrichtung 28, die elektrische Energieversorgung und einen (nicht gezeigter) Magnetkraftverstärker in an sicu belannter Weise miteinander verbinden.
  • In den Ii'iG, 2 und 3 ist die Anwendung der - Erfinclllng bei einem im übrigen in herkömmlicher Weise ausgeführten Eisenballn-Fahrgestell 34 dargestellt. Der gefederte Teil 14 weist eine obere flache Plattform 36 auf und ist mit den oberen Enden von vier passiven Schraubenfedern 18 verbunden, die von einem Druckbehälter umschlossen sind, der mit einem Druckmittel von steuerbarem Druck gefüllt ist. Das Druckmittel kann Gas, Flüssigkeit oder eine Kombination von Gas und Flüssigkeit sein, wobei eine Druckregeleinrichtung vorgesehen sein kann, um den Innendruck bei Änderungen der Fahrzeuglast zu verändern. Einzelheiten dieses Druckmittelsystems sind nicht dargestellt, weil hierfür herkömmliche Bauarten verwendet werden können und weil die Erfindung nicht auf die Anwendung bei dem speziell dargestellten Ausftihrungsbeispiel beschränkt ist. Die Plattform 36 ist mit Seitenplatten 38 verbunden, die sich nach unten zum Boden 16 erstrecken. Jede Seitenplatte 38 trägt zwei einander gegenüberliegende Elektromagnete an jedem Ende, näinlich einen unteren Elektromagneten 22 und einen oberen Elektromagneten 20. Der ungefederte Fahrzeugteil 14 weist einen Rahmen 40 auf, der jeweils mit dem anderen Ende der Schraubenfedern 18 verbunden ist. Der Rahmen 40 trägt die Radachsen 42 in herkömmlichen drehbaren oder festen Lagern. M!i Bunde jeder Achse 42 ist eine Nabe 44 vorgesehen, die den ferromagnetischen Anker 32 trägt, der in Fig.2 in massiver Ausführung und in Fig.3 in lamellierter Ausführung dargestellt ist.
  • wie es aus dem Transformatorenbau bekannt ist. Der ferromagnetische Anker 32 hat eine obere Fläche 46 ind eine untere Fläche 43, die einander entgegengesetzt angeordnet und jeweils im Abstand den Elektromagneten 20 bzw. 22 zugekehrt sind. Die Achse 42 hat an jedem Ende ein Rad 30 mit einem Radkranz, das auf der Schiene 31 rollt. Die Schienen 31 werden in üblicher Weise von querliegenden Schwellen 50 getragen, die in der Bett;rng 16 ruhen. 13ei dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein nicht angetriebenes Fahrgestell. Bs versteht sich, daß auch ein herkömmlicher Antrieb verwendet werden könnte, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen würde.
  • Fig. 4 ist ein Blockschaltbild des gesamten Regelkreises und der zugehörigen, die elektromagnetischen Felder erzeugenden Elektromagnete. Ein Schaltkreis, wie er in Fig. 4 dargestellt ist, ist für jede Dämpfungseinrichtung erforderlich. Bei dem bevorzugten Anwendungsbeispiel bei einem Eisenbab-nfahrgestell, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, wird ein Schaltkreis ffir jede aus einem Rad und einer Aufhängung bestehenden Baugruppe verwendet.
  • Im Schaltkreis für die Regelung und die elektromagnetischen Felder liegen die Elektromagneten 20 und 22, der Beschleunigungsfühler 24, der Weggeber 26 und der elektronische Xückkoppelungskreis 28. Außerdem ist der.Anlrer 32 dargestellt, der von dem ungefederten Fahrzeugteil 12 getragen wird. Jedes der dargestellten Bauteile des Schaltkreises sowie der Nagneten und Fühler ist an sich bekannt. Ein Inverter 58 ist als Operationsverstärker ausgeführt und wird verwendet, um die Polarität seines Eingangssignals umzukehren.
  • Der Beschleunigungsfühler 24 gibt ein Ausgangsspannungssignal ab, das der Beschleunigung einer Vertikalbewegung des gefederten Teils in bezug auf e.ine feste Lage im freien Raum entspricht und einer Kompensationsschaltung 57 sowie einer den Inverter 58 einer Kompensationsschaltung 60 zugeführt wird. Die kompensationsschaltungen haben (nicht gezeirr-tc )Eingangsdioden, so daß ihren Eingängen nur ein positives Signal zugeführt werden kann. Das positive Ausgangssignal des Beschleunigungsfühlers durchläuft die Kompensationsschaltung und ändert die Frequenz als Funktion der Arnplitude. Wenn der Ausgang des Beschleunigungsfühlers 24 positiv ist, haben die Kompensationsschlatung 57 und der Inverter 58 eine positive Eingangs spannung. eine positive Spannung an der Diode in Reihe mit dem Einang der Romnensationsschaltung 57 leitet ein Eingangssignal zur Kompensationsschaltung zur normalen Arbeitsweise. Wenn e-in positives Signal am Eingang des Inverters 58 ansteht, wird der Ausgang des Inverters negativ, und die Kompensationsschal tun 60 hat dann kein liingangssignal, weil das negative Signal durch seine in ehe liegende Diode gesperrt wird.
  • Wenn das Ausgangssignal des Beschleunigungsgebers negativ ist, tritt die entgegengesetzte Wirkung ein, nämlich die Kompensationsschaltung 60 tritt in Tätigkeit, und die Kompensationsschaltung 57 arbeitet nicht.
  • Der Weggeber 26 erzeugt ein Ausgangssignal, das dem Abstand zwischen dem Elektromagneten 20 und dem Anker 22 proportional ist. Wenn der Anker 32 sich in gleichen Abständen zu den beiden Elektromagneten 20 und 22 befindet, ist dieses Ausgangssignal die Hälfte des Spitzenwertes. Ein Verstärker 61 kehrt das Signal des Weggebers um und addiert eine zusätzliche Spannung hinzu, so dap an einem Multiplier 62 ein Signa ansteht, das proportional dem Abstand zwischen dem Elektromagneten 22 und dem Anker 32 ist.
  • Die Anziehungskräfte zwischen den Elektromagneten 20 und 22 und dem Anker 32 sind proportional dem Queadrat des durch die Windungen 66 und 68 der Elektromagnete fließenden Stromes.
  • Um eine Stabilität der Rückkoppelung zu erreichen, muß die Funktion zweiter Ordnung durch die Quadrazwurzel ziehende Schaltungen 70 ozw. 72 linearisiert werden, deren Ausgangssignale der Quadratwurzel aus dem jeweiligen Eingangssignal entsprechen.
  • Die Ausgangssignale der Differentiatoren 74 und 76 entsprechen dem Diffenrential ihrer Eingangssignale, die vom Ausgang der zugeordneten, die Quadratwurzel ziehenden Schaltkreise geliefert werden.
  • Multiplier (? und 64 multiplizieren die Ausgangssignale der jeweiligen die Quadratwurzel ziehenden Schaltkreise mit denm Ausgangssignal des Weggebers 26. Die Ausgangssignale des Multiplier 62 und 64 werden mit den Ausgangs signalen ihrer zugeordneten parallelen Differentiatoren 76 bzw. 74 aiifaddiert. Dieses kombinierte Ausgangssignale von Multiplier und Differentiator stellt ein Steuersignal fiir den Eingang der Leistungsverstärker 78 bzw. 80 dar, so daß in den Wickelungen 68 und 66 der Elektromagnete 22 und 20 ein veränderlicher elektrischer Fluß erzeugt wird, um einen vorgegebenen Spalt 1 aufrechtzuerhalten.
  • Beim dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel hat jedes Rad 30 ein zugeordnetes elektrisches System, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Es muß jedoch festgestellt werden, daß auch eine abweichende Anzahl der in Fig. 4 gezeigten Systeme verwendet werden kann, je nach der geforderten Dämpfung und der Bauart der Aufhängungen, so daß es nicht unbedingt erforderl.icli ist, jeweils ein derartiges System für jedes Rad zu verwenden.
  • Wenn keine Dämpfung erforderlich ist, stellt, die Fahrzeugfederung 18 die Elektromagnete 20 und 22 und ihre zugeordneten Anker 32 so ein, daß der vorgewählte Spalt l zwischen delil oberen Magnet und dem Anker eingehalten wird, so daß keine Erregungsenergie fiir den Magneten erfordcrl ich ist.
  • Im allgemeinen ist der Stand zwischen dem unteren Magnet und dem Anker gleich der Spaltbreite l. Bs können jedoch auch ungleiche Abstände zwischen den Magneten tind dem dazwischen liegenden Anker vorgesehen sein, ohne daß dadurch der Rabllen der Erfindung verlassen wird.
  • Der Beschleunigungsfühler 24 des Fahrzeuges gibt ein Ausgangssignal von positiver Spannung ab, das der Beschleunigung der änderung aes Spaltes 1 bei einer Bewegung des gefederten Falirzeugteiles 14 entspricht. Dabei hat die Kompensationsschaltung 57 ein positives Eingangs signal und daher auch ein Ausgangssignal. Dieses Ausgangssignal der Kompensationsschaltung wird der die Quadratwurzel ziehenden Schaltung 70 zugeführt, die ein Ausgangssignal erzeugt, das der Quadratwurzel entspricht. Dieses Ausgangssignal wird dann dem Differentiator 74 und dem einen Eingang des parallel dazu geschalteten Multipliers 64 zugefihrt. Der andere Eingang des Multipliers 64 ist mit dem Ausgang des Weggebers 26 verbunden. Der Weggeber 26 liefert die hälfte seines maximalen Ausgangswertes, wenn der Abstand 1 den vorgegebenen Wert hat. Wenn der Abstand 1 größer oder kleiner wird, wird ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, das von gleichem Betrag, jedoch von entgegengesetzter Richtung ist, wie das den beiden Multipliern zugeführte Signal für eine gleiche Relativbewegung zwischen dem oberen Magnet und dem Anker.
  • Die beiden Signale werden dann im Multiplier 64 multipliziert, dessen Ausgang mit dem Ausgang des Differentiators 74 aufsummiert wird. Das aufsummierte Signal steuert die Ausgangsspannung des Verstärkers 80, der eine Erhöhung der Magnetleistung bewirkt, wie sie erforderlich ist, in die jeweilige Bewegung zwischen den gefederten und ungefederten Teilen zu dämpfen.
  • Wie bereits erwähnt, ist die Ausgangssignalspannung des Beschleunigungsfühlers 24 positiv bei einer Beschleunigung nach oben. Dieses Si"nal wird ebenfalls dem Eingang des Inverters 58 zugeführt. Diese positive Signal wird am Ausgang des Inverters 58 umgekehrt, so daß man eine negative Signalspannung am Eingang der Kompensationsschaltung 60 erhält. Wie vorher erläutert, hat die Kompensationsschaltung eine in Reihe geschlatete Diode, die jede negative Eingangsspannung sperrt und die Schaltung außer Betrieb setzt, so als habe der Beschleunigungsfühler keine Ausgangssignalspannung erzeugt. Wenn die Kompensationsschaltung 60 nicht arbeitet, wird dem unteren Magneten 22 keine Energie zugeführt tind er arbeitet deshalb ebenfalls nicht. jan erkennt, daß beim Kleinerwerden von 1 der andere Teil der Schaltung aktiv wird und der untere Magnet 22 Leitung erhält, nicht jedoch der obere Magnet 20.
  • Mit Tilfe dieser Schaltkreise kann ohne Verzögerung magnetische Energie in unterschiedlicher löhe abhängig von der Größe der Veränderung des Spaltes 1 erzeugt werden. Wenn die Stromversorgung der in Fig. 4 gezeigten Schaltung atis irgendeinem Grund rnterbrochen wird, trägt die Federung das Fahrzeug weiterhin, wobei nur die Fahrbequemlichkeit infolge des Wegfalls der Dämpfung beeinträchtigt wird.
  • Die beschreibene erfindungsgemäße Dämpfungsseinrichtung und ihre Regeleinrichtung sind verhältinismäßig einfach im Aufban und bewirken eine gute Dämpfung der vertikalen Schwingungen der Aufhängung herkömmicher Fahrzenge, die sich längs einer Fahrbahn bewegen, so daß unabhängig von Unregelmäßigkeiten der Fahrbahnfläche ein ruhiges Fahrverhalten erreicht wird.
  • Zwar wurde die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform bei Schienenfahrzeugen und zur Dämpfung in vertikaler Richtung beschrieben, sie kann jedoch ebenso vorteilhaft bei jeder anderen Fahrzeugbauart angewandt werden, die gefederte und ungefederte Fahrzeugteile aufweist, und kann auch zur Dämpfung in horizontaler Richtung verwendet werden.
  • Es können auch verschiedene andere Regelschaltungen verwendet werden, um die gleiche Regelung zu erreichen.
  • In Fig.5 ist eine Fahrzeugaufhängung gezeigt mit Luftbehältern 19, die nassive Federn 21 umschließen. Anerdem sind Druckgasbehälter 23 und verbindende Druckleitungen am gefederten Fahrzeugteil angebracht, um eine aktive Stenerung der Federung zu erreichen.
  • Die Federung weist Regelventile 25 auf, um den gewünschten Druck in den Luftbehältern 19 aufrechtzuerhalten. Wenn ein Luftbehälter 1 9 nach nn-ten gedrückt wird durch eine Gewichtserhöhung des gefederten Fahrzeugteiles auf seiner Seite, bewegt sich ein Ventilstößel 27 aus seiner Ruhelage nach oben und öffnet das Ventil 25, so daß Druckgas aus dem Sehälter 23 in den Luftbehälter 19 einströmen und Druck erhöhen kann, so daß der Behälter seine Länge vergrößert, bis der Ventilstößel 27 in seine frühere Ruhelage zurückkehrt und das Ventil 25 wieder geschlossen wird, so daß kein Druckgas il den ehälter 19 strömt. Wenn die Belastung des gefederten Fahrzeugteles verringert wird, längt sich der Luftbehälter 1 und bewegt den Ventilstößel 27 aus seiner Ruhelage nach unten, so daß ein Auslaß 29 am Ventil geöffnet wird und Druckgas aus dem Luftbehälter 19 ausströmt, bis der Ventilstäßel 27 wieder in seine Ruhelage zurückkehrt.
  • Eine horizontale Dämpfung zwischen den gefederten und angegederten Fahrzeugteilen kann durch einen einzelnen ferromagnetischen -r 32 erreicht werden, der zwischen zwei Elektromagneten 20 und 22 angeordnet ist. Der Regelkreis arbeitet in der gleichen Weise, wie vorher im Zusammenhang mit der vertikalen Dämpfung veschrieben wurde. Es versteht sich, daß der Beschleunigungsfühler 24 und der Weggeber 26 die Beschleunigung und den Weg der seitlichen Bewegung sta der vertikalen bewegung erfassen und daß jeweils nur ein Element für jede Achse erforderlich ist, wie dargestellt.
  • Fig.6 zeigt mehrere Fahrgestelle eines einzelnen Fahrzeugs, wobei jedes Fahrgestellt die beschriebene Einrichtung aufweist.
  • -Patentansprüche-

Claims (11)

  1. Patentansprüche Fahrzeug mit einer zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen wirkenden magnetischen Dämpfungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Paar von Elektromagneten (20, 22) am gefederten Fahrzeugteil (14) befestigt ist, daß ein vom ungefederten Fahrzeugteil getragener ferromagnetischer Anker (32 zwischen den beiden Elektromagneten angeordnet und in einer Mittellage im gleichen Abstand zu be.iden Elektormagneten rehalten ist, daß eine gesonderte Federung (18) zwischen den gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen angeordnet und mit diesen verbunden ist, um diese in der Mittellage im Abstand voneinander zu halten, und daß eine die Veränderung der Relativlage des Ankers (32) zu den Elektromagneten (20, 22) erfassende Regeleinrichtung (24, 26, 28) die Erregerendergie für die tsagnetfelder der Elektromagnete (20, 22) derart ändert, daß eine vertikale Verlagerung des ungefederten Fahrzeugteils (1?) gedämpft wird, und den Anlcer (32) in die Mittellage zurückführt, wenn auf das Fahrzeug (i 10) eine da 5 Gleichgewicht störende Kraft einwirkt, 2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektromagnete (20, 22) gesonderte, wahlweise regelbare Erregerkreise haben.
  2. 3. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Anker (32) lamelliert ist.
  3. 4. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federung unter Druck stehende elastische Bauteile (19) aufweist, die mit einem Druckmittelspeicher (23) und einem Regelventil (25) verbunden sind.
  4. 5. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung einen Beschleunigungsfühler (24) aufweiset, dessen Ausgangs signal der Beschleunigung der Bewegung der magnete (20, 22) gegenitber einen festen Bezugspunkt entspricht, sowie zwei elektronischen Regelkreise, von denen jeweils einer mit einem der beiden Elektromagnete (20, 22) verbunden ist, wobei ein Regelkreis (W>7, 70, 74, 64, 80) direkt und der andere Pegel ]creis (60, 72, 62, 76, 78) iiber einen in Reihe geschaltteten Inverter (58) mit deiil Ausgang des Beschleunigungsfühler (24) verbunden ist.
  5. 6. Fahrzeug nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung einen Weggeber (264 aufweist, dessen Ausgangssignal dem Betrag der Abweichung von der mittellage des Fahrzeugs entspricht, tind daß die beiden Regelkreise jeweils am Eingang eine Kompensati ons schaltung (57 bzw. 60) aufweisen, deren Ausgangssignale jeweils einer die Quadratwurzel ziehenden Schaltung (70, 72) und von dieser einem Differentiator (74, 76) und einem 1. Eingang eines Multipliers (64, 62) zugeftihrt wird, deren 2. Eingang im einen Kreis direkt, im anderen Kreis über einen Inverter-Verstärker (61) mit dein Weggeber (26) verbunden ist, wobei die jeweiligen Ausgangssignale der Multiplier (g4, 62) und der Differentiatoren (74, 76) aufsummiert werden zu einer Steuereingangsspannung für jeweils einen getrennt steuerbaren Leistungsverstärker (80, 78), der jeweils einen der Elektromagneten (20, 22) den Erregerstrom zuführt.
  6. 7. Fahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere ungefederte Fahrgestelle mit mehreren mit Spurkränzen versehenen Rädern (30), die auf einem Schienenpaar (31) rollen und einen die Fahrzeuglast aufnehmenden gefederten Fahrzeugteil (14) tragen.
  7. 8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem gefederten Fahrzeugteil (14) und dem ungefederten Fahrzeugteil (12) bei jedem der Räder (30) eine Aufhurung (22, 32)angeordnet ist und jeder Aufhängung eine Steuereinrichtug (24, 26, 28) zugeordnet ist, die an dem gefederten Fahrzeugteil (14) angeordnet sind.
  8. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Elektromagneton (20, 22) eines Paares jeweils eigene Regeleinrichtungen zugeordnet sind, daß der ferromagnetische Anker (32) lamelliert ist, daß die Federung unter Druck stehende elastische Bauteile (19) aufweist mit zugehörigen Druckmittelspeichern (23) und Steuerventilen (25", daß eine Regeleinr.ichtung zwei Regelkreise und einen Weggeber (26) aufweist sowie einen Beschleunigkungsfühler (24), der direkt mit einer 1. Kompensationsschaltung (57) und über einen Inverter (58) mit einer 2. Kompensationsschaltung (60) verbunden ist, daß jede Kompensationsschaltung über ein die Quadratwurzel ziehendes Dauteil (70, 72) einerseits mit einem 1. Eingang eines Multipliers (64, 62! und andererseits mit einem Differentiator (74, 76) verbunden ist, daß der 2. Eingang der beiden Multiplier (64, 62) im einen Regelkreis direkt, im anderen Regel lcreis silber einen Inverter-Verstl'rker (61 ) mit dem Weggeber (26) verbunden ist, daß die Ausgangsspannun>en eines Multipliers (64, 62) und des ihm parallelgeschalteten Differentialtors (74, 76) aufsummiert werden und in jedem Regelkreis ein Eingangssignal für einen steuerbaren Leistungsverstärker (SO, 78) liefern, der einen Elektromagneten eines Paares speist.
  9. 10. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gelcennzeichnet, daß die Verkalbewegung zwischen den gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen gedämpft ist.
  10. 11. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalbewegung zwischen den gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen gedämpft ist.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0127741A1 (de) * 1983-04-11 1984-12-12 DEUTSCHE FORSCHUNGSANSTALT FÜR LUFT- UND RAUMFAHRT e.V. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug
EP0310997A1 (de) * 1987-10-09 1989-04-12 Manfred Dipl.-Ing. Kessler Elektromagnetische Abstützanordnung
EP0343809A2 (de) * 1988-05-27 1989-11-29 Aura Systems, Inc. Vorrichtung mit elektromagnetischem Federbein
CN1077965C (zh) * 1997-05-15 2002-01-16 株式会社三角工具加工 具有磁性弹簧的振动机构
CN109436001A (zh) * 2018-11-08 2019-03-08 中车长春轨道客车股份有限公司 一种具有磁悬浮二系悬挂装置的转向架
US11987090B1 (en) 2023-01-31 2024-05-21 GM Global Technology Operations LLC Magnetic motion control

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0127741A1 (de) * 1983-04-11 1984-12-12 DEUTSCHE FORSCHUNGSANSTALT FÜR LUFT- UND RAUMFAHRT e.V. Federungssystem für ein Kraftfahrzeug
EP0310997A1 (de) * 1987-10-09 1989-04-12 Manfred Dipl.-Ing. Kessler Elektromagnetische Abstützanordnung
EP0343809A2 (de) * 1988-05-27 1989-11-29 Aura Systems, Inc. Vorrichtung mit elektromagnetischem Federbein
EP0343809A3 (de) * 1988-05-27 1992-03-25 Aura Systems, Inc. Vorrichtung mit elektromagnetischem Federbein
CN1077965C (zh) * 1997-05-15 2002-01-16 株式会社三角工具加工 具有磁性弹簧的振动机构
CN109436001A (zh) * 2018-11-08 2019-03-08 中车长春轨道客车股份有限公司 一种具有磁悬浮二系悬挂装置的转向架
CN109436001B (zh) * 2018-11-08 2020-10-16 中车长春轨道客车股份有限公司 一种具有磁悬浮二系悬挂装置的转向架
US11987090B1 (en) 2023-01-31 2024-05-21 GM Global Technology Operations LLC Magnetic motion control

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