DE2934169A1

DE2934169A1 - Einzelaufhaengesystem fuer ein mit zugkraft getragenes magnetschwebefahrzeug

Info

Publication number: DE2934169A1
Application number: DE19792934169
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Mihirogi
Original assignee: Japan Airlines Co Ltd
Current assignee: Japan Airlines Co Ltd
Priority date: 1978-08-24
Filing date: 1979-08-23
Publication date: 1980-03-13
Also published as: FR2434066B1; IT1122807B; IT7925264A0; AU5004079A; AU529258B2; JPS5817063B2; BR7905444A; GB2029347B; CA1153625A; FR2434066A1; JPS5529676A; US4280412A; GB2029347A; DE2934169C2

Description

Einzelaufhängesystem für ein mit Zugkraft getragenes Magnetschwebefahrzeug

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Die Erfindung betrifft ein von Zugkraft getragenes Magnetschwebefahrzeug.

Bei der bekannten Ausführung eines durch Zugkräfte getragenen Magnetschwebefahrzeuges wird die Schwebung in Luft durch Zugkräfte, die von Elektromagneten auf Schienen ausgeübt werden, erzeugt und die Bewegung in Fahrtrichtung durch eine Verwirbelungseinrichtung, z. B. einem Linearmotor, verursacht, wobei der Schwebeabstand entlang den Schienen auf ungefähr 10 mm gehalten wird und damit extrem gering ist.

Dies bedeutet, daß bei einem Fahrzeug, das sich mit einer hohen Geschwindigkeit von ungefähr 70 bis 80 Metern pro Sekunde bewegt, der Konstanthaltung des Schwebeabstandes große Aufmerksamkeit gewidmet werden muß. Der Anmelder der vorliegenden Erfindung hat deshalb früher ein Einzelaufhängesystem entwickelt, bei dem die Elektromagneten

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über eine sekundäre Aufhängevorrichtung an dem Fahrzeug befestigt sind. In diesem System sind viele an dem Fahrzeug zu befestigende Elektromagneten in eine Anzahl von Gruppen unterteilt. Jede Gruppe ist fest zu einem Einzelbaustein bzw. zu einer einheitlichen Einheit zusammengefügt, unabhängig von den anderen Gruppen und über die sekundäre Aufhängevorrichtung an dem Fahrzeug befestigt. Verglichen mit dem sog. starren Aufhängesystem ermöglicht die Bausteinanordnung jedem Baustein eine gegenüber dem Fahrzeug freie Bewegung und vermittelt so jedem Elektromagneten eine verbesserte Fähigkeit der Schienenführung zu folgen, wodurch der Grad der Abhängigkeit von der erforderlichen Genauigkeit der Schienenverlegung z. B. der Genauigkeit des Verlegeverfahrens, der Wartung und der Inspektionsarbeiten an den Schienen weniger hoch sein muß. Darüber hinaus wird das Fahren in einem Fahrzeug, das mit diesem System ausgestattet ist, wesentlich angenehmer, da die Bewegung der Elektromagneten, z. B. ihre Erschütterung beim Folgen der gekrümmten Teile der Schienen, nicht direkt auf das Fahrzeug übertragen wird. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung dieses Aufhängesystems.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einzelaufhängesystem in Bausteinanordnung zu schaffen, das mit einer zwischen dem Fahrzeug und dem Baustein zur Milderung der Stoßeinwirkungen angebrachten Puffereinrichtung und einer Antriebskraftübertragungseinrichtung zur Übertragung einer

Antriebskraft und einer Bremskraft ausgestattet ist. 30

Erfindungsgemäß befindet sich ein Paar als Puffereinrichtung dienende Luftfedern am Vorder- und Hinterteil jedes Bausteins. Während das untere Ende der Luftfedern unbeweglich mit dem Baustein verbunden ist, ist

das obere Ende in vorgegebenen Grenzen relativ zum Fahr-

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zeug nach links und rechts beweglich angebracht. Um die Antriebs- und Bremskräfte, die von dem Linearmotor und einer Bremse als Bestandteile jedes Bausteins erzeugt werden, auf das Fahrzeug zu übertragen, ist die Antriebseinrichtung mit zwei Schubverbindungen versehen, die sich in Form eines umgekehrten V symmetrisch von der vorderen und hinteren Gelenkverbindung des Bausteins zu einem Befestigungsglied erstrecken und an diesem angelenkt sind, das sich seitlich am Fahrzeug befindet und sich in vorgegebenem Maße frei nach links und rechts bewegen kann.

Die zwei die Schubkraftübertragungseinrichtung bildenden Schubverbindungen sind im Normalzustand die beiden Schenkel eines gleichschenkligen Dreiecks mit einer horizontalen Fläche, die eine Vertikalbewegung des Bausteins erlaubt. Darüber hinaus befindet sich der Kreuzungspunkt der Achsen der beiden Schubverbindungen oberhalb der Mittellinie der Schiene, wodurch ein von der Antriebskraft des Linearmotors oder von der Bremskraft der Bremse

^O verursachtes Ausscheren auf ein Minimum reduziert werden kann.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung

^^J näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein mit Zugkraft getragenes Magnetschwebefahrzeug.

Fig. 2 zeigt die Vorderansicht eines Querschnitts desselben Magnetschwebe fahrzeugs.

Fig. 3 ist eine Prinzipskizze, die die Not-

wendigkeit erkennen läßt, den Bausteinen

relativ zum Fahrzeug eine gewisse Drehbewegung zu ermöglichen.

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Fig. 4 ist eine Illustration der räumlichen Bewegung jedes Bausteins.

Fig. 5 ist die Draufsicht einer Ausführung des erfindungsgemäßen Einzelaufhänge

systems.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht desselben

Aufhängesystems.
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Fig. 7 zeigt die Vorderansicht desselben Systems.

Fig. 8 ist ein Querschnitt des Systems.

Fig. 9 ist ein vergrößerter Querschnitt durch eine Luftfeder.

Fig. 10 ist eine vergrößerte Darstellung des Aufbaus einer Antriebskraftübertragungseinrichtung.

In den Figuren ist jeder der C-förmigen Bausteine mit 1 bezeichnet. Vier Elektromagnete 4 sind kontinuierlich am unteren Arm 2 des Bausteines angebracht, während sich ein Linearmotor 5 am oberen Arm 3 des Bausteins 1 befindet. Eine am Boden verlegte Schiene 6 und eine Gegendruckplatte 7 befinden sich zwischen dem oberen und unteren Arm des Bausteins 1. Die Elektromagneten 4 heben den Baustein zur Schiene hin und lösen ihn von der Gegendruck-

^ platte, woraufhin ein Linearmotor 5 dem Baustein in Schienenrichtung eine Antriebskraft erteilt. Die dem Baustein erteilten Schwebe- und Antriebskräfte werden einem Fahrzeug 8 mittels eines Einzelaufhängesystems erteilt. Im Hinblick auf die Eigentümlichkeit des beschriebenen

mit Zugkraft getragenen Magnetschwebefahrzouges können

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bekannte Aufhängesysteme, wie sie für rollendes Material, Motorfahrzeuge, usw. verwendet werden, bei einem mit Zugkraft getragenen Magnetschwebefahrzeug nicht benutzt werden. Im Falle eines Fahrzeuges dieses Typs ist es erwünscht, die Querschnittsfläche zum Zwecke einer Reduzierung der Herstellkosten möglichst klein zu machen. Um die erwähnte Forderung der Sicherstellung einer bestimmten Schwebekraft zu erfüllen, muß das Fahrzeug mit einer großen Anzahl von Elektromagneten ausgestattet sein, die den Schienen gegenüberstehend kontinuierlich lückenlos angebracht sind. Nun wird die Bewegung des Bausteins 1, den man durch die Zusammensetzung einer Vielzahl dieser Elektromagneten erhält, betrachtet. Befindet sich das Fahrzeug 8 auf einem in Fig. 3 gezeigten gekrümmten Abschnitt des Schienenstrangs bei dem jeder Baustein 1 einer gekrümmten Schiene 6 folgt, muß dem Baustein 1 eine Verschiebung in die linke und rechte seitliche Richtung relativ zum Fahrzeug sowie eine Verschiebung durch Verdrehen in einer horizontalen Ebene möglich sein.

Wird zusätzlich eine vertikale Verschiebung der Schiene nach oben und nach unten mit berücksichtigt, so muß, unter der Annahme, daß die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung der Schiene, die linke und rechte Richtung (seitliche Richtung) und die vertikale Aufwärts- und Abwärtsrichtung des Fahrzeuges 8 gemäß Fig. 4 mit den Achsen x, y und ζ bezeichnet werden, dem Baustein ermöglicht werden, Bewegungen dy und dz in Richtung der Achsen χ und ζ und Drehbewegungen ry und rz um die Achsen y und ζ auszuführen. Andererseits muß die Bewegung dx des Bausteins 1 in Richtung der x-Achse für die Übertragung der Antriebskräfte geregelt werden, während eine Drehbewegung rx um die x-Achse nichts mit der Fähigkeit zu tun hat, der Schiene 6 zu folgen, zur Erhöhung des Fahrkomforts des Fahrzeugs jedoch geregelt

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werden sollte.

Fig. 5 bis 8 zeigen beispielhaft den Aufbau eines Einzelaufhänge systems, das die Anforderungen hinsichtlich einer solchen Beweglichkeit des Bausteins 1 erfüllt. Es folgt eine kurze Beschreibung des Aufhängesystems:

Verbindungsmechanismen 9.. und 9₂ verbinden den vorderen und hinteren Teil jedes Bausteins 1 mit dem Fahrzeug 8. Jeder der Verbindungsmechanismen 9- und 9~ besteht aus fünf Gliedern, die durch Stifte miteinander verbunden sind und zwei Parallelogramme bilden. Sie sind so angebracht, daß sie es dem Baustein 1 erlauben, seine Bewegungen dy und dz in Richtung der y- und z-Achse relativ zum Fahrzeug 8 auszuführen. Darüber hinaus ermöglicht die Anbringung der Verbindungsmechanismen 9. und 9_ voneinander unabhängige Bewegungen, wodurch sich der Baustein 1 um die Achsen y und ζ um die Größe ry und rz drehen kann. Eine Drehbewegung rx des Bausteins um die Achse χ wird jedoch durch diese Verbindungsmechanismen verhindert.

Zwischen jedem Baustein 1 und dem Fahrzeug 8 sind zwei Schubverbindungen 10 vorgesehen, die eine Antriebskraftübertragungseinrichtung bilden und mit Hilfe von Kugelgelenken am Vorder- und Hinterteil jedes Bausteins 1 angelenkt sind. Das andere Ende jeder Schubverbindung 10 ist ebenfalls über Kugelgelenke an ein Befestigungsglied 14, das am Fahrzeug 8 angebracht ist, angelenkt. Die zwei Schubverbindungen 10 bilden ein Dreieck mit, wie in der Zeichnung gezeigt, ungefähr horizontaler Ebene, wobei jeder Gelenkverbindungspunkt durch ein Kugelgelenk gestützt wird. Diese Anordnung der Schubverbindungen 10 erlaubt die oben beschriebenen zwei

Bewegungen dy und dz, sowie die zwei Drehbewegungen ry

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und rz des Bausteins 1 relativ zum Fahrzeug 8, während Bewegungen des Bausteins 1 in x-Richtung wegen der Übertragung einer Antriebskraft auf das Fahrzeug 8 unterbunden werden.
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Da sowohl die Linear- als auch Drehbewegung des Bausteins 1 durch die Kreisbewegungen der Schubverbindungen 10 unterbunden werden, ist es für die praktische Anwendung des erfindungsgemäßen Aufhängesystems notwendig, ein Hartgummimaterial in die Verbindungsteile der genannten Verbindungsmechanismen 9. und 9_? zwischen die Verbindungsmechanismen und das Fahrzeug bzw. den Baustein 1 einzufügen, um gewisse Abweichungen in Richtung der x-Achse auffangen zu können.

Darüber hinaus ist in Verbindung mit dieser Anordnung ein Paar von Luftfedern 11 vorgesehen, die am Vorder- und Hinterteil jedes Bausteins 1 zwischen dem Baustein und dem Fahrzeug angebracht sind, um als Puffereinrichtung das Gewicht des Fahrzeugs zu tragen. Zur Befestigung jeder Luftfeder 11 am Fahrzeug 8 dient ein Federbefestigungsteil 12, das in vorgegebenem Maße die erwähnten Bewegungen dy in Richtung der y-Achse machen kann. Ein beispielsweise als lineares Auflager ausgeführter Gleit-

*■·* mechanismus 13 (siehe Fig. 8 und 9) erlaubt der Luftfeder 11 diese Bewegung dy.

Im Hinblick auf die Bewegungen dy und dz des Bausteins

1 muß das Befestigungsglied 14, an das die beiden Schub-

verbindungen 10 angelenkt sind, in y-Richtung relativ zum Fahrzeug 8 beweglich angeordnet sein. Aus diesem Grunde ist in diesem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung das Befestigungsglied 14 über einen Gleitmechanismus 13 in gleicher Weise wie die Luftfeder, gezeigt in

Fig. 10, am Fahrzeug 8 befestigt.

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Im vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Einzeiaufhängesystem für ein mit Zugkraft getragenes Magnetschwebefahrzeug kann sich jeder Baustein, an dem ein oder eine Vielzahl von Elektromagneten befestigt sind in Richtung der y- und ζ-Achse um den Betrag dy und dz bewegen und ebenso Drehbewegungen ry und rz um die y- und z-Achse ausführen, um die Fähigkeit des Bausteins zu verbessern der Schiene, auf der er sich befindet, zu folgen. Im Zusammenhang mit diesem Aufbau ist eine Puffereinrichtung vorgesehen, die sich zwischen Baustein und Fahrzeug befindet, um das Gewicht des Fahrzeugs zu tragen und mit Hilfe von Luftfedern eine Pufferfunktion zu erfüllen. Hinzu kommt eine Antriebskraftübertragungseinrichtung, die ihre Kraft mit Hilfe von zwei Schubverbindungen überträgt. Mit diesen Einrichtungen wird die Fähigkeit jedes Bausteins, der Schiene bei hohen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs zu folgen, vergrößert. Dies ist ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung.

Die vorstehend beschriebene Luftaufhängung kann ebenso durch eine in gleicher Weise angebrachte kombinierte Ausführung einer Luftfederung mit Stoßdämpfern ausgeführt werden.

Die Erfindung betrifft also ein Einzeiaufhängesystem für ein mit Zugkraft getragenes Magnetschwebefahrzeug bei dem viele Bausteine, die sich jeweils aus einem oder einer Vielzahl von Elektromagneten, einer Bremse, einer Gleitkufe und einem Linearmotor zusammensetzen, kontinuierlich hintereinander an dem Fahrzeug befestigt sind und jeder eines Paars von Schienen gegenüberstehen. Jeder Baustein ist relativ zum Fahrzeug beweglich an demselben befestigt. Das Aufhängesystem

__ wird gebildet aus einem Paar von einander getrennt

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zwischen dem Fahrzeug und jedem Baustein am Vorder- und Hinterteil des Bausteins angeordneten Federn, die das Gewicht des Fahrzeugs tragen und eine Pufferfunktion erfüllen, aus zwei Schubverbindungen, die von einem vorderen und hinteren Gelenkverbindungspunkt des Bausteins an ein am Fahrzeug befindliches Befestigungsglied angelenkt sind, sowie aus Federbefestigungsteilen, die die Luftfedern und die Schubverbindungen mit dem Fahrzeug verbinden, wobei jedes der Befestigungsteile in vorgegebenem Maße frei beweglich ist, um die Fähigkeit der Bausteine, der Schiene zu folgen, zu verbessern.

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Leerseite

Claims

Τ D If Patentanwälte:

IEDTKE - DÜHLING " lYINNE Dipl.-Ing. H. Tiedtke

λ pi D'pl.-Chem. G. Bühling

V3IRUPE - Ρ ELLMANN Dipl.-Ing. R. Kinne

O Q *3 / 1 C Q Dipl.-Ing. P Grupe

6VJH IQV Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.: 0 89-53 9653

Telex: 5-24 845 tipat

cable: Germaniapatent München

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Patentansprüche

/ 1./Einzelaufhängesystem für ein mit Zugkraft getracjenes Magnetschwebefahrzeug, das von zumindest einem Paar sich gegenüberliegender Bausteine aus jeweils einem Elektromagneten und einem Linearmotor getragen wird, gekennzeichnet durch ein Paar Luftfedern (11), die sich räumlich voneinander getrennt auf dem Baustein (1) abstützen und an ihrem oberen Ende an einem Federbefestigungsteil (12), das quer zur Fahrtrichtung beweglich mit der Fahreinheit (8) verbunden ist, befestigt sind und durch ein Paar Schubverbindungen (10), die mit einem Ende an den Baustein (1) und mit dem anderen Ende an ein Befestigungsglied (14), das quer zur Fahrtrichtung beweglich mit der Fahreinheit (8) verbunden ist, angelenkt sind.
2. Einzelaufhängesystem für ein mit Zugkraft getragenes Magnetschwebefahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verbindungsmechanismen O₁, 9_?), die an die Fahreinheit (8) und seitlich an den Baustein (1) angelenkt und quer zur Fahrtrichtung der Fahreinheit beweglich sind.
3. Einzelaufhängesystem für ein Magnetschwebefahrzeug mit vielen Bausteinen, die sich aus einem oder einer Vielzahl von Elektromagneten zum Herstellen des Schwebezustandes der Fahreinheit, einer Bremse, einer Gleitkufe sowie einem

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ORIGINAL INSPECTED

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Linearmotor zusammensetzen, kontinuierlich hintereinander an der Fahreinheit, einem linken und rechten Schienenpaar gegenüberstehend, befestigt sind und, unter der Annahme der Achsen x, y und ζ als den längs, quer und vertikal zur Fahrtrichtung liegenden Achsen, einzeln in einer Weise mit der Fahreinheit verbunden sind, die eine Linear- und Drehbewegung relativ zur Fahreinheit in Richtung der y- und z-Achsen ermöglicht, gekennzeichnet durch ein Paar Luftfedern (11), die getrennt voneinander zwischen der Fahreinheit (8) und jedem der Bausteine (1) in z-Richtung angebracht sind, wobei sie sich am vorderen und hinteren Teil des Bausteins befinden, das Gewicht der Fahreinheit tragen und eine Pufferfunktion erfüllen, durch zwei Schubverbindungen (10), die über die Gelenkverbindungen am vorderen und hinteren Teil jedes Bausteins (1) befestigt sind und in Form eines umgekehrten V an ein Befestxgungsglied (14), das sich an der Fahreinheit befindet, angelenkt sind, und durch Federverbindungsteile (12), die die Luftfedern (11) und die Schubverbindung (10) mit der Fahreinheit (8) verbinden und in Richtung der y-Achse in vorgegebenem Maße relativ zur Fahreinheit frei beweglich sind.

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