DE2802091C2 - Magnetschwebebahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetschwebebahn mit elektrodynamischer Schwebetechnik der im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Art, wie sie aus der US-PS 34 70 828 bekannt ist

Wenn bei einer derartigen Magnetschwebebahn der Abstand zwischen den am Fonrzeug angebrachten supraleitenden Magneten und den ah der Laufbahn verlegten Leiterschleifen konstant. Λ, kann die Bahn auf einer konstanten Höhe schwebend gehalten werden. Unregelmäßigkeiten in der Laufbahn sind jedoch unvermeidbar, da es praktisch unmöglich ist, eine Laufbahn über eine große Strecke hinweg vollständig eben auszubilden und zu verlegen, und da es weiterhin üblich ist, der Laufbahn in Kurven eine Kurvenüberhöhung zu geben.

Wenn derartige Unregelmäßigkeiten in der Laufbahn auftreten, ändert sich der Abstand zwischen den supraleitenden Magneten am Fahrzeug und den an der Laufbahn verlegten Leiterschleifen, was zur Folge hat, daß sich die das Fahrzeug haltende Magnetkraft gleichfalls ändert, so daß Schwingungen am Fahrzeug auftreten.

Um derartige Schwingungen zu dämpfen, sind bei der aus der US-PS 34 70 828 bekannten Magnetschwebebahn zusätzliche lange Leiterschleifen in Laufrichtung des Fahrzeuges an der Laufbahn vorgesehen, die beispielsweise zehnmal langer als das Fahrzeug sind. Derartige Leiterschleifen können nicht gleichzeitig die Schwebe-, Führungs- und Antriebsfunktion übernehmen, sondern müssen als zusätzliche Leiterschleifen an der Laufbahn vorgesehen werden, was erhebliche Kosten verursacht.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Dämpfung der Fahrzeugschwingungen bei einer Magnetbahn der im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Art unter Vermeidung der langen an der Laufbahn zu verlegenden zusätzlichen Leiterschleifen zu bewirken.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches gelöst.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt das Arbeitsprinzip einer Magnetschwebebahn mit elektrodynamischer Schwebetechnik, dabei zeigt

Fig. la eine perspektivische Ansicht der Zuordnung der am Fahrzeug angebrachten supraleitenden Magneten und der auf der Laufbahn verlegten Leitsch'sifen;
F i g. Ib eine Seitenansicht des Aufbaues der supraleitenden Magneten;

F i g. Ic in einem Diagramm den in der spulenförmigen Leiterschleife induzierten Magnetfluß bei der Anordnung nach F i g. la;

is F i g. 1 d die von dem Magnetfluß in F i g. 1 c erzeugten Spannung;

F i g. Ie den durch die Spannung in F i g. Id erzeugten Strom und

Fig. If eine Schnittansicht zur Verdeutlichung der Richtung des Stromes, der in dem supraleitenden Magneten zur Aufrechterhaltung des Schwebezustandes und in der Leiterschleife fließt;

Fig.2 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen dem Fahrverhalten und dem magnetischen Schwebezustand bei einer Magnetschwebebahn mit elektrodynamischer Schwebetechnik;

Fig. 3a ist eic ι perspektivische Ansicht einer Grundausführungsform nach der Erfindung;

Fig.3b ist eine Schnittansicht der in Fig.3a gezeigten Ausführungsform;

Fig.4a ist ein Diagramm zur Verdeutlichung eines

Magnetflusses, der in der auf der Laufbahn verlegten Leiterschleife durch den zur Dämpfung bestimmten supraleitenden Magneten nach der Erfindung erzeugt wird;

F i g. 4b und 4c sind Diagramme zur Verdeutlichung der Komponenten von dem in Fig.4a gezeigten Magnetfluß;

F i g. 5 zeigt ein Diagramm zur Verdeutlichung des Effekts bei der Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig.6 ist eine schematische Seitenansicht und verdeutlicht den Schwebezustand der Magnetschwebebahn;

F i g. 7 und 8 sind Diagramme zur Verdeutlichung der Magnetflußverteilung in dem am Fahrzeug angebrachten supraleitenden Magneten in Beziehung zu der auf der Laufbahn verlegten Leiterschleife und zur Verdeutlichung der Verteilung des Stromes und der Spannung, die in der auf der Laufbahn verlegten Leiterschleife induziert wird;

Fig.9 ist ein Diagramm der Stromverteilung nach F i g. 7, wobei zusätzlich der bei der Ausführungsform nach der Erfindung erzeugte Strom schematisch eingetragen ist;

Fig. 10 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung der Magnetflußverteilung einer Ausführungsform nach der Erfindung.

Die Funktionsweise einer Magnetschwebebahn mit elektrodynamischer Schwebetechnik wird unter Bezugbo nähme auf die F i g. 1 a bis 2 soweit beschrieben, wie dies zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist.

Die Fig. Ib zeigt einen an sich bekannten supraleitenden Magneten, der als ein Leiter in Form einer Schleife ausgebildet ist. Mehrere dieser supraleitenden Magnete 2, 2' sind gemäß Fig. la unterhalb des Aufbaues jedes Fahrzeuges in dem Zug in bestimmten Abständen in Laufrichtung des Zuges angeordnet, wobei benachbarte Magnete gegensätzlich zueinander

gepolt sind. Auf der Laufbahn sind an sich bekannte Leiterschleifen oder LeiterwickJungen oder leitende Elemente 3 derart angeordnet, daß eine magnetische Induktion zwischen dem Magneten 2 und den Leiterschleifen oder den leitenden Elementen 3 stattfinden kann.

Bei dieser Anordnung tritt keine Magnetwirkung zwischen dem Magneten 2 und der Spule bzw. Leiterschleife 3 auf, wenn der Zug stillsteht. Wenn der Zug durch einen im Fahrzeug eingebauten Antrieb, wie z. B. einem an sich bekannten Linearmotor, angetrieben wird, bewegt sich der supraleitende Magnet über die Leiterachleifen 3, die regelmäßig in bestimmten Abständen auf der Laufbahn in Laufrichtung des Zuges angeordnet sind. Somit strömt ein Induktionsstrom in den Leiterschleifen 3, vorausgesetzt, daß die Auslegung so getroffen ist, daß ein supraleitender Magnet 2 und ein weiterer 2', die in Laufrichtung voneinander angeordnet sind, nicht gleichzeitig derselben Leiterschleife 3 gegenüberliegen. Der Induktionsstrom wächst mit der Fahrgeschwindigkeit des Zuges an. Bei einer bestimmter. Geschwindigkeit, wie z. B. ungefähr bei 200 km/h, ist der Induktionsstrom gesättigt Solange diese Geschwindigkeit beibehalten wird oder eine größere Geschwindigkeit vorhanden ist bleibt der Induktionsstrom unverändert Insbesondere die in F i g. 1 gezeigte Leiterschleife 3 wird von einem Magnetfluß Φ, der in Fig. Ic an der entsprechenden Stelle eingetragen ist gekreuzt, und somit wird eine Schwebespannung e, die in F i g. Id an der entsprechenden Stelle eingetragen ist, induziert, die einen Wirbelstrom / zur Folge hat, der in Fig. Ie eingetragen ist Bekanntermaßen ist die Richtung eines Stromes, der in einer gegenüberliegenden Leiterschleife durch den in einer ersten Leiterschleife fließenden Strom induziert wird, entgegengesetzt zu der Richtung des Stromes in dem ersten Leiter. Wenn demzufolge der Strom in dem supraleitenden Magneten 2 in Richtung eines Pfeiles a in F i g. 1 f fließt, fließt der in der Leiterschleife 3 durch diesen Strom induzierte Strom in Richtung des Pfeils b. Entsprechend der 3-Finger-Regcl wird eine Schwebekraft F= i-B erzeugt, wobei mit 5 die durch den Magneten 2 erzeugte Dichte des Magnetflusses und mit / ein Wirbelstrom bezeichnet sind, der durch die Leiterschleife 3 entsteht. Insbesondere kann der Zug durch die Repulsion in Schwebe gehalten und geführt werden, die zwischen dem in dem Magneten 2 strömenden Sirom und dem in der Leiterschleife 3 durch den Magneten 2 induzierten Wirbelstrom auftritt. In den Fig. 1 (c—e) ist mit t die Zeit bezeichnet.

Bei einem derartigen Fahrzeug erfolgt das Anfahren und Anhalten des Zuges einschließlich der Beschleunigung des Freilaufs und des Bremsens mit Hilfe einer Fahrzeugantriebseinrichtung, wie z. B. einem an sich bekannten Linearmotor, der an dem Fahrzeug angebracht ist. Wenn mit Hilfe dieser Vorrichtung das Fahrzeug anläuft, wird, wie in Fig.2 gezeigt, eine Schwebekraft durch die Wechselwirkung des supraleitenden Magneten 2 und der Leiterschleife 3 erzeugt, deren Maximalwert bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht wird, und anschließend bleibt die Schwebekraft im wesentlichen zum Antreiben des Fahrzeugs konstant aufrechterhalten. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen bestimmten Wert abfällt, wird das Fahrzeug durch Bremsen mit Hilfe der Antriebseinrichtung verzögert, und bei dieser Verzögerung fällt die Schwebekraft allmählich ab, bis das Fahrzeug schließlich auf einem Untergrund über zusätzliche Stützeinrichtungen, wie z. B. Räder, aufliegt Wenn bei einem derartigen Fahrzeug der Spalt

zwischen den am Fahrzeug angebrachten supraleiienden Magneten 2 und den Leiterschleifen 3, die kontinuierlich auf der Laufbahn in Längsrichtung verlegt sind, im wesentlichen konstant ist kann der Zug in einer konstanten Höhe während seines Laufes bei einer Geschwindigkeit die größer als eine bestimmte Geschwindigkeit ist in Schwebe gehalten werden.

ι ο Unregelmäßigkeiten bei der Laufbahnfläche sind jedoch unvermeidbar, da es praktisch unmöglich ist eine Laufbahn über eine große Strecke hinweg vollständig eben auszubilden und zu verlegen, und da es weiter üblich ist die Laufbahn an Kurven zu überhöhen.

is Bei dem Abschnitt der Laufbahn mit einer derartigen Unregelmäßigkeit des Spaltes zwischen dem Magneten

2 und der Leiterschleife 3 ändert sich dieser natürlicherweise, was zur Folge hai, daß die zwischen dem Magneten 2 und der Leitschleife 3 wirkende Magnetkraft sich ebenfalls ändert, was zu einer Schwingung des Fahrzeugs führ¹ Durch größere Unregelmäßigkeiten der Laufbahn w-rden größere Schwingungen des Fahrzeugs verursacht so daß die Gefahr besteht daß das Fahrzeug die Laufbahn berührt, wodurch gefährliche Unfälle verursacht werden können. Selbst wenn man einen derartigen Unfall verhindert bedeutet eine größere Schwingung einen verminderten Fahrkomfort wodurch die Vorteile eines laufbahngebundenen Fahrzeuges als Transportmittel nachteilig beeinflußt wird. Auch von außen einwirkende Störgrößen, wie z. B. Wind, können auf ähnliche Art und Weise eine solche Schwingung bzw. Vibration des Fahrzeugs verursachen.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den

J5 Fig.3a und b dargestellt und wird im folgenden anhand der F i g. 4a — 10 näher erläutert.

In F i g. 3 sind mit 3 Leiterschleifen bezeichnet, die auf der Laufbahn in bestimmten Abständen in Längsrichtung angeordnet sind. Die Leiterschleifen können durch

■to leitende Flächengebilde ersetzt werden. Mit 4 sind die zur Führung dienenden Leiterschleifen oder leitende Fläc:.engebilde bezeichnet (die im folgenden als zur Führung dienende Leiterschleifen bezeichnet werden), die in bestimmten Abständen an der Innenseite der

■is Begrenzungswandungen 41,41' angeordnet sind, die an beiden Seiten der Laufbahn vorspringend ausgebildet sind, auf der die zur Schwebung dienende Leiterschleife

3 installiert ist. Diese Begrenzungswandungen 41, 41' sind voneinander derart getrennt, daß die bei der

Vi Fahrbewegung des Fahrzeugs auf der Laufbahn dem Fahrzeug zugewandte Seite der Wandungen einen bestimmten Abstand zu dem Fahrzeug haben. Mit 2 in ein supraleitender Magnet bezeichnet, der unterhalb des Fahrzfjys angebracht ist. Dieser supraleitende Magnet

5> 2 selbst ist an sich bekannt. Er wird beispielsweise von einem spulenähnlichen Leiter, wie in F i g. Ib dargestellt, gebildet und ist in einem Kältereglergehäuse 22 untergebracht, das mit flüssigem Helium 21 aufgefüllt ist. Der supraleitende Magnet 2 ist beispielsweise wie folgt ausgelegt. Nachdem die Spule 2' in dem Kälteregler 22 untergebracht ist, wird die Spule 2' des Magneten 2 von einer Energiequelle E mit einem spezifischen Strom versorgt, wobei der Schalter SWin Fig. Ib offen ist. Daraufhin wird der Schalter SW geschlossen, so daß ein Strom zwischen dem Schalter SW und der Spule 2' fließt. Anschließend wird der Stromkreis zwischen dem Schalter SW und der Energiequelle Ebei 23 unterbrochen.

Der supraleitende Magnet 2, die zur Schwebung dienende Leiterschleife 3 und die zur Führung dienende Leiterschleife 4 sind wie in den F i g. 3a und 3b gezeigt, relativ zueinander angeordnet. Insbesondere sind die supraleitenden Magnete 2 an beiden Seiten unterhalb des Fahrzeugs Tangeordnet. Beim Schwebezustand des Fahrzeugs liegen die unteren Kanten der Magnete 2 in einem bestimmten Abstand zu den Seitenkanten den zur Schwebung dienenden Leiterschleifen 3 gegenüber, die an beiden Seiten der Laufbahn angeordnet sind.

Die am Fahrzeug angebrachten supraleitenden Magnete 2 sind in Längsrichtung des Fahrzeugs in der Reihenfolge N-S-N-S angeordnet, d. h. benachbarte supraleitende Magnete besitzen eine gegeniätzliche Polarität. Durch die Induktionsrepulsion zwischen den Magneten 2 und den Leiterschleifen 3, 4 wird das Fahrzeug Tim Schwebezustand gehalten und geführt.

Wenn dss Fshrzeu¹⁷ hpicnjpUwpise durch einen Linearmotor angetrieben wird, wird das Fahrzeug 7"bei zunehmender Laufgeschwindigkeit im Schwebezustand gehalten und geführt. Wenn es eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht hat, setzt das Fahrzeug seine Laufbewegung unter Aufrechterhaltung eines spezifischen Schwebezustandes fort.

Da man bei einer solchen Ausführungsform keine Energiequelle mit großer Kapazität zur Aufrechterhaltung des Schwebezustandes des Fahrzeuges benötigt, und demzufolge das Fahrzeuggewicht bei diesem einfachen Mechanismus sehr niedrig gehalten werden kann, kann eine solche Ausführungsform als ein äußerst vorteilhaftes System zur Aufrechterhaltung des Schwebezustandes des Fahrzeuges bezeichnet werden. Wie eingangs erwähnt, besitzt dieses System jedoch einen Nachteil, der z. B. seine Ursache in der Unregelmäßigkeit der Laufbahn haben kann.

Zur Beseitigung und Überwindung dieses Nachteils wird erfindungsgemäß eine Spannung mit derselben Periode wie die Fahrzeugschwingung induziert, so daß jede durch Unregelmäßigkeiten der Laufbahn verursachte Fahrzeugschwingung durch einen Strom gedämpft werden kann, der durch diese Spannung erzeugt wird.

Im folgenden werden bevorzugte Einrichtungen zur Erzeugung eines Induktionsstromes in der Leiterschleife zur Dämpfung der Schwingung erläutert.

Bei der ersten, bevorzugten Ausführungsform nach den Fig.3a und 3b ist ein zur Dämpfung bestimmter supraleitender Magnet 1 auf dem Fahrzeug zusätzlich zu dem Magneten 2 vorgesehen. Diese Dämpfungsmagnete 1 sind unte.halb des Fahrzeuges Γ in Längsrichtung in bestimmten Abständen derart angeordnet, daß wenigstens einige der zur Dämpfung bestimmten Magnete den auf der Fahrbahn verlegten Leiterschleifen gegenüberliegen können.

Diese beiden Arten von Magnete sind einander wie dargestellt gegenüberliegend angeordnet, wobei die Längserstreckung nahezu gleich ist Während benachbart liegende Magnete 2 N-S-N-S gegensätzlich gepolt sind, sind die zur Dämpfung bestimmten Magnete 1 invariabel gleichgepolt, wie z. B. als N.

Wenn bei einer derartigen Anordnung keine Unregelmäßigkeiten bei der Laufbahn auftreten, kann sich das Fahrzeug bewegen, indem ein konstanter Spalt zwischen dem am Fahrzeug angebrachten supraleitenden Magneten 2 und den auf der Laufbahn verlegten Leiterschleifen 3 beibehalten wird. Demzufolge wird in der zur Schwebung dienenden Leiterschleife 3 ein Wirbelstrom entsprechend F i g. 1 e dadurch induziert.

daß durch den Magneten 2 als Wechselwirkung ein alternierender Fluß erzeugt wird, was eine Schwebekraft von dem Magneten 2 zur Folge hat, die den Zug in einem Schwebezustand hält. Inzwischen wird als Wechselwirkung ein Fluß in der zur Schwebung dienenden Leiterschleife 3 durch den Magneten 1 induziert, wie in Fig.4a gezeigt. Dieser Magnetfluß kann in eine konstante Magnetflußkomponente entsprechend F i g. 4c (d. h. eine Komponente, die sich

ίο durch die Subtraktion von ΔΦ in Fig.4b von Φ in Fig.4a ergibt) und eine alternatierende Magnetnußkomponente entsprechend F i g. 4b aufgeteilt werden.

Die in Fig.4b gezeigte alternierende Magnetflußkomponente addiert sich zu dem alternierenden, als Wechselwirkung erzeugten Fluß Ic, der in der auf der Laufbahn verlegten Leiterschleife 3 durch den supraleitenden Magneten 2 entsprechend Fig. Ic erzeugt wird, und demzufolge einen Beitrag zu der Schwebekraft leistet, wobei jedoch die zuerst genannte Komponente 4b im Vergleich zu der letzteren Flußkomponente Ic so klein ist, daß sie praktisch vernachlässigt werden kann.

Die Gleichspannungs-Magnetflußkomponente in

Hg. 4c induziert in der zur Schwebung dienenden Leiterschleife 3 nur dann eine Spannung, wenn eine Unregelmäßigkeit in der Laufbahn vorhanden ist bzw. auftritt. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß bei Aufrecb'erhaltung eines bestimmten Pegels keine Spannungsinduktion auftritt. Somit ändert sich die auf das Fahrzeug einwirkende Schwebekraft im wesentli-

so chen nicht, auch wenn ein zur Dämpfung dienender supraleitender Magnet 1 vorgesehen ist.

Wenn eine Unregelmäßigkeit in der Laufbahn vorhanden ist, bleibt der Spalt zwischen dem zur Führung und Schwebung dienenden supraieitenden

J5 Magneten 2 und den auf der Laufbahn verlegten Leiterschleifen 3 nicht mehr konstant, und demzufolge ändert sich die von dem Magneten 2 erzeugte Magnetkraft, so daß ein Fahrzeug in Schwingung versetzt wird. Demzufolge tritt eine Änderung mit

■ίο derselben Periode wie die Fahrzeugschwingung in dem verketteten Fluß auf, der durch den zur Dämpfung bestimmten supraleitenden Magneten 1 in den Leiterschleifen 3 erzeugt wird, während in den Leiterschleifen 3 ein Wirbelstrom mit einer von der Art des Wirbelstromes zur Unterstützung der Schwebekraft verschiedenen Art induziert wird, der nur einen Beitrag zu der magnetischen Federwirkung und der magnetischen Dämpfungswirkung leistet, und demzufolge wird eine magnetische Kraft mit einem Dämpfungseffekt

so zwischen dem Wirbelstrom und dem zur Dämpfung bestimmten Magneten 1 entwickelt.

Wenn sich entsprechend Fig.6 ein Fahrzeug mit einem daran angebrachten, zur Schwebung dienenden supraleitenden Magneten 2 in Richtung des Pfeils 6 in einem Schwebezustand unter Aufrechterhaltung eines Spaltes 5 zwischen dem Fahrzeug und der Leiterschleife 3 auf dem Grund bewegt, folgen die Vertikal- und die Querschwingungen des Fahrzeugs dem Ort 7.

Wenn man nur die induzierte Spannung und die Grundwelie der Magnetflußverteilung betrachtet, wird eine Schwebespannung 9 in der Leiterschleife 3 erzeugt, die von einer Änderung in der Vertikalkomponente (eine Komponente in senkrechter Richtung zu dem Pfeil 6) der Magnetflußverteilung abhängig ist, die die Leiterschleife 3 in Fig.6 schneidet und die dadurch entsteht, daß sich der Magnet 2 in Richtung des Pfeils 6 bewegt Andererseits schwingt der Magnet 2 dem Ort 7 folgend, und zwar in einer Richtung senkrecht zur

Bewegungsrichtung. Demzufolge ändert sich die Grobe der Schwebespannung 9 in nahezu umgekehrter Phase zu dem Ort 7, und es wird eine Rückstellkraft auf das Fahrzeug in Richtung auf die Laufbahn erzeugt. Ferner wird in Abhängigkeit einer Änderung bezüglich der Magnetflußverteilung 8 infolge der Schwingungsgeschwindigkeit eine Schwingungsgeschwindigkeitsspannung 10 oder 11 erzeugt, deren Vorzeichen durch die Schwi'r.ungsrichtung bestimmt ist, d. h. in Abhängigkeit davon, ob der Magnet 2 sich der Leiterschleife 3 auf dem Grund nähert oder sich von dieser wegbewegt.

Da sich mit fortschreitender Bewegung des Fahrzeugs die Schwebespannung 9 und die Schwingungsgeschwindigkeitsspannung 10 oder 11 in Abhängigkeit von der Polarität des Magneten 2 umkehrt, der der Leiterschleife 3 auf dem Grund gegenüberliegt, bleiben die Frequenzen gleich. Bei einem schwebenden Halten eines Fahrzeuges ist es üblich, daß die Schwebespannung 9 wesentlich größer als die Schwingungsgeschwindigkci'sspannung SO oder ί! im. Diese beiden Spannungen 9 und 10 oder 11 werden zur Erzielung einer resultierenden Spannung 12 addiert, wodurch — wie in F i g. 8 gezeigt — ein Strom 13 erzeugt wird, der in der Leiterschleife 3 auf dem Grund fließt. Die Leiterschleife 3 ist so ausgelegt, daß die Phase des Stromes 13 der Phase der Spannung 12 um 90° nacheilt. Dann ist die Schwingungsgeschwindigkeitsspannung 10 oder 11 in der gleichen Phase oder in Gegenphase wie der Strom 13. Bei gleichphasiger Lage tritt ein Spannungsabfall infolge der Spannung 10 und des Stromes 13 in der Leiterschleife 3 auf, so daß man eine magnet .ehe Kraft erhält, die eine Dämpfungswirkung auf die Fahrzeugschwingung ausübt. Bei gegenphasiger Lage wird infolge der Spannung 11 und des Stromes 3 eine Magnetkraft erzeugt, die die Schwingung unterstützt, was eine verstärkte Schwingung, d. h. einen negativen Dämpfungseffekt zur Folge hat.

Bei einer Magnetschwebebahn mit !nduktionsrcpulsion wiederholt sich die Fahrzeugschwingung infolge einer von außen einwirkenden Störgröße, wie z. B. eine Unregelmäßigkeit in der Laufbahn in vertikaler Richtung oder in Querrichtung. Demzufolge ändert sich der Dämpfungseffekt wechselweise zwischen positiv und negativ, wobei jedoch bei Betrachtung der Phase der Effekt bei einer Schwingungsperiode bei einer bestimmten Geschwindigkeit des Zuges eher negativ ist.

Die zuvor beschriebene Tatsache hinsichtlich einer an sich bekannten Schwebebahn mit Induktionsrepulsion wurde bei der vorliegenden Erfindung experimentell bestätigt.

Wenn unter dieser Voraussetzung eine Schwingungsgeschwindigkeitsspannung 14 oder 15 in F i g. 9 mit einer unterschiedlichen Frequenz zusätzlich zu der Schwingungsgeschwindigkeitsspannung 10 oder 11 geliefert wird, die durch Vertikal- oder Querschwingung des Fahrzeuges erzeugt wird, bewirkt die Spannung 14 oder 15 einen Strom 16 oder 17, der in der Leiterschleife 3 auf dem Grund fließt, wobei die Spannung 14 oder 15 zusammen mit dem Strom 16 oder 17 einen Spannungsabfall entsprechend dem Spannungsfaktor in der Leiterschleife 3 bewirkt, und die hierbei erzielte Magnetkraft besitzt einen Schwingungsdämpfungseffekt Diese Spannungen 14 und 15 kann man dadurch erhalten, daß man das Feld des supraleitenden Magneten verzerrt.

Die die Leiterschieife 3 leitende Magiieifiußvertei-Iung, die zur Erzielung des Stromes 16 oder 17 in F i g. 9 dient, besitzt ein Profil der Magnetflußverteilung 18 in Fig. 10, und dieses kann man dadurch erhalten, daß man das Feld um eine Breite 17 relativ zu der Magnetflußverteilung 18 verzerrt bzw. deformiert. Die Magnetflußverteilung 18 setzt sich aus einer Magnetflußverteilung 8

-, und einer um eine Breite 17 verzerrte Gleichstromkomponente zusammen. Diese ist die gleiche wie bei dem verketteten Fluß in Fig.4a. Im folgenden wird die Auswirkung der Magnetflußverteilung 18 näher beschrieben. Die Schwebespannung 9, die in der

ίο Leiterschleife 3 induziert wird und die proportional zu der Änderung der Vertikalkomponente in der Magnetflußverteilung 18 ist, wird gleich der Schwebespannung 9 in Fig. 7. Da hierbei die Schwingungsgeschwindigkeitsspannung proportional zu der Änderung der horizontalen Komponente der Magnetfeldverteilung 18 ist, werden die Schwingungsgeschwindigkeitsspannungen von den induzierten Spannungen 14,15 gebildet, die der Magnetflußverteilung 18 mit der verzerrten Breite 17 entspricht und die zusätzlich zu den Spannungen 10, i i auftreten. Wenn die Spannung 14 oder 15 eine zu der Schwebespannung 9 unterschiedliche Frequenz besitzt, bewirkt die Spannung 14 oder 15 einen entsprechenden Strom 16 oder 17, der in der Leiterschleife 3 auf dem Grund fließt, wobei eine von einer Vertikal- oder einer Querschwingung des Fahrzeugs herrührender Spannungsverlust eine magnetische Dämpfungswirkung beim Fahrzeug zur Folge hat. Die Schwebespannung 9 und die Schwingungsgeschwindigkeitsspannung 10 oder 11, die in der Leiterschleife 3 auf dem Grund induziert werden, besitzen dieselbe Frequenz. Demzufolge ist eine Dämpfungswirkung von diesen Spannungen nicht zu erwarten. Somit kann nur die Dämpfungswirkung der Schwingungsgeschwindigkeitsspannung 14 oder 15 aktiv sein, und dieser Effekt stellt sich vollständig bei einer starken magnetischen Spannung des supraleitenden Magneten ein. Oder anders ausgedrückt, das Grundprinzip des zuvor genannten Beispiels ist darin zu sehen, daß eine Schwingungsgeschwindigkeitsspannung mit einer von der Schwebespannung, die in der Leiterschleife 3 induziert wird, verschiedene Frequenz erzeugt wird, wodurch die Fahrzeugschwingungsenergie als elektrische Energie in der Leiterschleife verbraucht wird. Auf diese Weise erzielt man die Dämpfungswirkung.

In Fig. 5 sind die Resultate von zahlenmäßigen Ergebnissen bei der zuvor genannten Ausführungsform dargestellt, wobei auf der Abszisse das Verhältnis von magnetischer Spannung /ι des zur Dämpfung dienenden supraleitenden Magneten 1 und magnetischer Spannung

so I₂ des zur Schwebung dienenden supraleitenden Magneten 2 und auf der Ordinate die Dämpfungszeitkonstinte (s) aufgetragen ist. Der zur Schwebung dienende supraleitende Magnet hat Abmessungen von 28 ■ 0,6 · 3,15 m, und der zur Dämpfung bestimmte supraleitende Magnet 1 28 · 03 · 3,15 m. Die Leiterschieife 3 besitzt Abmessungen von 0,75 · 04 · 1,05 m. Die magnetische Spannung T₂ beläuft sich auf 500 kAT. Die Leiterschleife ist aus Aluminium hergestellt. Das Fahrzeuggewicht beträgt 35 t

Aus F i g. 5 läßt sich entnehmen, daß bei einer magnetischen Spannung I\ des zur Dämpfung bestimmten supraleitenden Magneten 1 von 50OkAW eine Dämpfungszeitkonstante von ungefähr 0,5 s erreichbar ist die somit wesentlich niedriger als 1 bis 2 s ist, die man als Dämpfungszeitkonstante bei einer an sich bekannten passiven Dämpfung erreicht Hierdurch läßt sich verdeutlichen, wie sich der Dämpfungseffekt durch die Erfindung verbessern läßt

Das zuvor genannte Ausführungsbeispiel bildet einen Anwendungsfall zur Dämpfung der Fahrzeugschwingung infolge von Unregelmäßigkeiten der Laufbahn usw., indem man den Magnetfluß des zur Schwebung dienenden supraleitenden Magneten 2 durch supraleitende Magnete mit derselben Polarität verzerrt, die zusätzlich zu dtm zur Schwebung dienenden Magneten 2 vorgesehen in.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Magnetschwebebahn mit elektrodynamischer Schwebetechnik, bei der supraleitende Magnete mit wechselweise gegensätzlicher Polarität in bestimmten Abständen in Längsrichtung am Fahrzeug angeordnet sind, wobei in Längsrichtung an der Laufbahn Leiterschleifen oder leitende Platten fortlaufend in bestimmten Abständen derart angeordnet sind, daß sie mit den supraleitenden Magneten elektromagnetisch gekoppelt sind, so daß das Fahrzeug durch eine abstoßende Magnetkraft schwebend gehalten und geführt ist, die sich durch die Wechselwirkung zwischen den supraleitenden Magneten und einem Wirbelstrom aufgrund einer in den Leiterschleifen oder den leitenden Platten durch die supraleitenden Magnete während der Fahrt des Fahrzeuges induzierten Spannung entwickelt, dadurch gekennzeichnet, daß weitere supraleitende fciignete (1) der gleichen Polarität fortlaufend in bestimmten Abständen am Fahrzeug angebracht sind, die einen konstanten magnetischen Fluß erzeugen.