DE2633647C2 - Magnetschwebefahrzeug - Google Patents

Description

nen 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 abstihzt. Da auf Geradführungen o. 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 Winkelbevvegungen 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 ausgelenkten 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 3 in bekannter Weise durch entsprechende Regelung seiner Erregung verhindert werden.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Magnetschwebefahrzeug, dessen Magnete einzeln über Federungen vom Fahrzeugaufbau schwingungsmäßig entkoppelt sind, gekennzeichnet durch eine den Magneten (3) jeweils in dem Maße fesselnde Federung (Federelemente 5), daß bei Auslenkungen des Magneten um seine Nick- und/oder Rollachse die daran angreifenden (auslenkenden) magnetischen Nick- bzw. Rollmomente mechanische Gegenmomente zur Folge haben, welche die Auslenkungcn auf eine stabile Magnetlage begren-

   Die Erfindung betrifft ein Magnetschwebefahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein solches Magnetsciiwebefahrzeug ist durch die ältere Patentanmeldung P 25 i i 3S2.Ö schon vorgeschlagen worden.

   Im Bestreben nach einer Verbesserung des Fahrkomforts bei Magnetschwebefahrzeugen haben sich sogenannte Sekundärfederungen zwischen einem Gestell mit den Trag- und Führungsmagpsten und dem eigentlichen Fahrzeugaufbau bzw. Wagenkasten als brauchbar erwiesen, um störende Schwingungen desselben aufgrund von Lagefehiern der Schienenanordnung zu verhindern. Eine solche schwingungsmäßige Entkopplung des (Schwebe-)Cestells und Fahrzeugaufbaus, beispielsweise gemäß der DE-OS 23 42 714, durch Abfederung der Fahrzeugaufbaumasse hat natürlich im Vergleich zu einem Magnetschwebefahrzeug nv: 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 Reduzierung der dynamischen Belastung der Magnete durch Verwendung von relativ elastischen (Schwebe-)Gestellen erreicht werden. Solche Gestelle sind allerdings unerwünscht schwierige — mit instabilen Biegeschwingungen behaftete — Schwingungsgebilde, welche durch regelungstechnische Maßnahmen aktiv stabilisiert werden müssen. Eine daher auch schon erwogene sogenannte federnde Einzelmagnetaufhängung, 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 Magnetschwebefahrzeug. 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 Translationsbewcgungen 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 Einzelmagnetaufhän-

   K» gung gemäß der vorgenannten Patenanmeldung 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 erfüiit 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 Mm bzw. Mr beispielsweise experimentell ermittelt zu werden, was mittels einer Kraftmeßvorrichtung unier Abstützung des Magneten auf Kraftmeßdosen geschehen kann. Die hierbei ermittelten Nick- und Rollmomente lassen sich bei den in Betracht zu ziehenden relativ kleinen Auslenkungen des Magneten darstellen durch Mn = MNu + C/v · OCn bzw. M r = Cr ■ ap mit cw, Cr als gemessene destabilisierende Momentenkonstanten und mit λλ·, λ« als Nick- bzw. Rollwinkel. Das Moment Mno 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 ebenfalls meßbar. In Kenntnis dieser Nick- und Rollmomentkonstanten und des stationären Momentes M,\„ 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 bcMimmt werden.

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

   F i g. 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 ferromagnetischen Schienen 2 und Magneten 3 freischwebend gehalten und geführt; vor letzteren sind nur die Tragmagnete dargestellt. Die Magnete 3 sitzen an einem gemeinsamen Träger 4 (sogenannten Magnetgestell), der am Boden 1.1 des Magnetschwebefahrzeugs 1 angeordnet ist. Insbesondere aus Fi g. 2 geht hervor, daß die Verbindung jedes einzel-