DE2633647A1 - Magnetschwebefahrzeug - Google Patents

Description

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung, MUnchen

Ottobrunn, 21. BT 012 Hb/th

8021

Juli 1976

Magnetschwebefahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Magnetschwebefahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Im Bestreben nach einer Verbesserung des Fahrkomforts bei
Magnetschwebefahrzeugen haben sich sogenannte Sekundärfederungen zwischen einem Gestell mit den Trag- und Führungsma-

709885/0U3

gneten und dem eigentlichen Fahrzeugaufbau bzw. Wagenkasten als brauchbar erwiesen, um störende Schwingungen desselben aufgrund von Lagefehlern der Schienenanordnung zu verhindern. Eine solche schwingungsmäßige Entkopplung des (Schwebe-)Gestells und Fahrzeugaufbaus, beispielsweise gemäß der DT-OS 23 42 734, durch Abfederung der Fahrzeugaufbaumasse hat natürlich im Vergleich zu einem Magnetschwebefahrzeug mit starr angeordneten Magneten zwangsläufig auch eine geringere dynamische Belastung der Magnete zur Folge. Die resultierende Minderung der dynamischen Lasten genügt jedoch allenfalls für Magnetschwebebahnen, bei denen die Unterbau und Schienen umfassende Trasse dynamisch starr und der Verlauf der Schienen sehr genau ist. Dies ist aber schon aus Wirtschaftlichkeitsgründen außer Betracht zu ziehen. Die Trasse wird also elastisch auszubilden sein, wobei die Schienen Lagefehler aufweisen werden. In diesem Fall kann bekanntlich die erforderliche weitere Reduzierung der dynamischen Belastung der Magnete durch Verwendung von relativ elastischen (Schwebe-)Gestellen erreicht werden. Solche Gestelle sind allerdings unerwünscht schwierige - mit instabilen Biegeechwingungen behaftete - Schwingungsgebilde, welche durch regelungstechnische Maßnahmen aktiv stabilisiert werden müssen. Eine daher auch schon erwogene sogenannte federnde Einzelmagnetauf hängung, bei der beispielsweise gemäß der älteren Patentanmeldung P 25 11 382.0 die Magnete Glieder einer aus mehreren in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordneten Einzelmagneten bestehenden Magnetkette und die Einzelmagnete jeweils über eine parallel zu ihrer Magnetkraft wirkende Federung mit dem Magnetschwebefahrzeug verbunden sind, erfordert schließlich Zwangs- bzw. Geradführungen für die Einzelmagnete, also einen relativ großen baulichen Aufwand am Ma-

709885/0143

gnetschwebefahrzeug. Andernfalls kann es zu Auslenkungen der Einzelmagnete um ihre Nick- und Rollachse mit der Folge eines Anschlagens an der zugeordneten Schienenanordnung kommen. Denn ein einzeln federnd angeordneter Magnet ist ohne besondere Maßnahmen dreifach instabil, nämlich bezüglich Translationsbewegungen in Wirkungsrichtung der Magnetkraft und bezüglich Nick- sowie Rollbewegungen, wobei sich durch regelungstechnische Maßnahmen natürlich nur die translatorische Instabilität beseitigen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Magnetschwebefahrzeug der eingangs genannten Art eine federnde Einzelmagnetaufhängung ohne die vorgenannten Zwangsführungen oder dergleichen zu ermöglichen, bei der destabilisierende Auslenkungen des einzelnen Magneten um seine Nick- und Rollachse ausgeschlossen sind.

Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs gelöst, wonach also die Federung jedes Magneten nicht nur wie bei der Einzelmagnetaufhängung gemäß der vorgenannten Patentanmeldung P 25 11 382.0 - Translationsbewegungen in Wirkungsrichtung der Magnetkraft ermöglichen soll, sondern zwecks weiterer dynamischer Entlastung des Magneten auch Winkelbewegungen um seine Nick- und Rollachse. Allerdings sind diese Winkelbewegungen nur im Rahmen vorgegebener Stabilitätskriterien möglich. Die Federung gemäß der Erfindung erfüllt somit außer ihrer eigentlichen Funktion "schwingungsmäßige Entkopplung des Magneten und Fahrzeugaufbaus" gleichzeitig eine Stabilisierungsfunktion· Für die Bemessung einer solchen Federung brauchen nur die natürlichen destabilisierenden Nick- und Rollmomente M_n bzw. M_R beispielsweise experimenteil ermittelt zu werden, was mittels einer Kraftmeßvorrichtung unter Abstützung des Magneten auf Kraftmeßdosen ge-

709885/0143

schehen kann. Die hierbei ermittelten Nick- und Rollmomente lassen sich bei den in Betracht zu ziehenden relativ kleinen Auslenkungen des Magneten darstellen durch M^ « M_No + c_M · «Cjj bzw. M_R «:Cn»<£_Rmit C₁₄, c^ als gemessene destabilisierende Momentenkonstanten und mit £,_N ,£ als Nick- bzw. Rollwinkel. Das Moment M.. wird bekanntlich durch Wirbelströme in einer dem Magneten zugeordneten stationären (Anker-)Schiene hervorgerufen und ist im wesentlichen nur von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig und damit ebenfall's meßbar. In Kenntnis dieser Nick- und Rollmomentenkonstanten und des stationären Momentes M^₀ brauchen dann nur die Federkonstanten der für die Federung des Magneten zu verwendenden Federelemente in Verbindung mit ihren wirksamen Hebelarmen (Abstände zwischen den Federelementen) so gewählt zu werden, daß bei kleinen Auslenkungen die stabilisierenden Momente mindestens ebenso groß wie die gemessenen Nick- und Rollmomente sind. Die Auswahl und Anordnung (Abstände) der Federelemente kann hierbei natürlich ebenfalls durch Versuche bestimmt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung " erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 in der Seitenansicht einen Abschnitt eines Magnetschwebefahrzeugs in Verbindung mit einer Schienenanordnung,

Fig. 2 vergrößert einen Magneten gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht.

Ein Magnetschwebefahrzeug 1 wird gemäß Fig. 1 unter Ausnutzung der magnetischen Anziehungskräfte zwischen aufgeständerten fer-

■- - 5 -

709885/0U3

romagnetischen Schienen 2 und Magneten 3 freischwebend gehalten und geführt; von letzteren sind nur die Tragmagnete dargestellt. Die Magnete 3 sitzen an einem gemeinsamen Träger 4 (sog. Magnetgestell), der am Boden 1.1 des Magnetschwebefahrzeugs 1 angeordnet ist. Insbesondere aus Fig. 2 geht hervor, daß die Verbindung jedes einzelnen Magneten 3 mit dem Träger 4 über eine Federung hergestellt ist, bei der sich der Magnet 3 an seinen vier Eckbereichen auf je einem Federelement 5 beispielsweise aus Gummi abstützt. Da auf Geradführungen ο. dgl. für den Magneten 3 verzichtet worden ist, kann er aufgrund seiner federnden Anordnung sowohl Translationsbewegungen in Wirkungsrichtung der Magnetkraft, also in der Normalen als auch Winkelbewegungen um seine Nick- und Rollachse ausführen. Bezüglich dieser Winkelbewegungen ist allerdings die Federung so bemessen bzw. sind Federelemente 5 - unter Berücksichtigung ihrer Abstände zueinander - mit einer solchen Federkonstanten gewählt, daß die den Magneten 3 auslenkenden Nick- und Rollmomente nicht zu seiner Destabilisierung zu führen vermögen, also ein Anschlagen des Magneten an der Schiene 2 (Fig. 1) ausgeschlossen ist. Letzteres kann bei Translationsbewegungen des Magneten in bekannter Weise durch entsprechende Regelung seiner Erregung verhindert werden.

- Patentanspruch -

709885/0143

Claims (1)

1. Patentanspruch

   Magnetschwebefahrzeug, dessen Magnete über Federungen vom Fahrzeugaufbau schwingungsmaßig entkoppelt sind, gekennzeichnet durch eine einzeln federnde Anordnung jedes Magnoten (3) mit einer ihn in dem Maße fesselnden Federung (Federelernente 5), daß die aus Auslenkungen des Magneten um seine Nick- und Rollachse resultierenden stabilisierenden Momente größer sind als die den Magneten auslenkenden Nick- und Rollmomente.

   709885/0143

   ORIGINAL INSPECTED