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Die Erfindung betrifft eine Schwebebahn mit einem auf zumindest einer über Kopf angeordneten Schiene laufenden Fahrwerk, weiches mindestens ein angetriebenes Rad und mindestens ein zusätzliches antreibbares Reibrad, vorzugsweise ein Vollgummirad aufweist, weiches gegen die Schiene andrückbar ist.
Der Einsatz schienengeführter öffentlicher Verkehrseinrichtungen ist ohne Antrieb von aussen, beispielsweise mittels eines Seiles, bislang aufgrund des geringen Reibwertes p Stahl auf Stahl von rund 0, 25 im weitgehend ebenen Gelände im Normalfall nur bis rd. 25%. möglich. Bei grösseren Steigungen sind beispielsweise Antriebe mittels eines Zahnrades und einer Zahnstange erforderlich. Derartige Antriebe sind jedoch im Betrieb aufwendig und erlauben nur geringe Fahrgeschwindigkeit. In Zeiten steigenden Verkehrsaufkommens in und um Ballungszentren kann dieses von der Strasse nicht bewältigt werden.
Herkömmliche schienengebundene Verkehrsmittel wie beispielsweise S-Bahn sind zwar meist vorhanden, werden jedoch aufgrund zu langer Fahrzeiten, lange Umsteigewege an den Umsteigeknoten, langer Fahrtintervalle, preisliche Unattraktivität von der Bevölkerung nur ungenügend angenommen.
In der DE 19 26 461 A1 wird ein Fahrzeug für eine Einschienenbahn beschrieben, bei der an einer Trag- und Laufschiene ein Fahrzeug verfahrbar aufgehängt ist. Das Ein-Schienen Antriebskonzept dieser Offenbarung unterscheidet sich dadurch, dass die Antriebs- und Bremseinrichtung gegeneinander verschiebbar angeordnet und in ihrer Wirkungsweise getrennt funktionieren. Aufgrund der Komplexität ist dieser Antrieb für Personentransporte ungeeignet.
Weiters sind Seilschwebebahnen bekannt, die eine grosse Höhendifferenz überwinden können, wobei der Antrieb fast ausschliesslich über Zugseile erfolgt.
Eine weitere Antriebsart besteht darin, dass zwei vorgespannte Reibräder auf den Steg eines in der Mitte der Fahrbahn angeordneten l-Trägers drücken. Dadurch wird eine permanente Kraftschlüssigkeit zwischen Reibrad und (-Träger hergestellt. Diese Bauart ist aufgrund des zusätzlich angeordneten l-Trägers gewichtsmässig aufwendig und die maximal erreichbare Geschwindigkeit und Zugkraftübertragung ist aufgrund der von der Fahrbahnbreite abhängigen Reibraddurchmesser begrenzt. Die Haftkraft wird zur Gänze durch zusätzliche mechanische Einrichtungen und nicht durch das Fahrzeuggewicht hergestellt.
Die in der DE 42 05 858 A 1 beschriebene Antriebseinheit funktioniert auf rein mechanische Art, wobei der Reibwert bei der Kraftübertragung durch Verkeilung der Antriebsräder erhöht wird. Diese Art ist mit der oben beschriebenen Anlage nicht vergleichbar, da der Druck des unteren Anpressrades im Gefalle schlagartig einsetzt bzw. kommt es beim Gleiten oder Rutschen der Antriebsräder auf ebener Gleisführung zu keinem Anpressdruck und kann daher auch nicht als Antriebsschlupfregelung beim Anfahren bzw. Bremsunterstützung insbesondere bei Notbremssituationen betrachtet werden.
Aus der Offenlegungsschrift DE 39 05 210 A1 kann eine Antriebseinrichtung entnommen werden, welche ebenfalls rein mechanisch aufgebaut ist. Die Funktion des Hilfsantriebe ist an eine zusätzlich angeordnete Hilfsschiene gebunden. Diese Bauweise ist bei längeren Steigungen insbesondere beim Befahren von Gleiswechselanlagen bzw. bei Weichenanlagen im Gefalle problematisch. Der Eingriff des Hilfsantriebe erfolgt schlagartig und ist daher für moderne PersonenSchienentransporteinrichtungen nicht geeignet. Ausserdem ist der Effekt der Reibkrafterhöhung durch die Reibwertpaarung Stahl-Stahl sehr begrenzt.
Mit Hilfe des im folgenden beschriebenen Antriebes, können schienengeführte Verkehrseinrichtungen, unabhängig von der Länge der Fahrtstrecke und bis zu einer Steigung/Gefälle von über 16% verkehren. In Abhängigkeit der Kundenfrequenz können Züge in Intervallen ab 3 Minuten und die Zahl der Kabinen, in Abhängigkeit der Bahnsteiglängen, zwischen 1 und 10 betragen. Die Geschwindigkeit kann, abhängig von der Geländerformation und der Entfernung der Stationen untereinander und bei geradlinigen Trassenführung zwischen den Bahnstationen, jenseits der 140km/h Grenze liegen. Die Verlegung der Trassenführung kann so gestaltet werden, dass einerseits bei den Bahnstationen die Zu- und Ausstiegsniveaus gleich dem Ortsniveau und andererseits, die Bahn-Endstationen direkt auf Gleisniveau des Anschlussverkehrssystems, wie z. B. U-Bahn, verlegt werden können.
Auf freien Gelände kann die Trassenführung in Hochlage zum Überqueren von Felder, Strassen, verbaute Gebiete, Stromleitungen usw. entsprechend den örtlichen Gegebenheiten weitgehend der Landschaftsform angepasst werden.
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Zukünftig ist der Bau von Tunnels, mit all den damit bestehenden Kosten und Gefahren ver- bunden mit dem massiven Eingriff in das Öko-System, aus wirtschaftlichen, finanziellen und ökologischen Gründen, nur vertretbar einerseits im Gebirge, wo der Bau der Trasse, trotzt Zusatzantrieb mit erhöhten Reibwert aufgrund der örtlichen Gegebenheit einen unverhältnismässig hohen Aufwand verursachen würde und andererseits, wo schwere Lasten auf ebenem Gelände zu transportieren sind.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und eine Schwebebahn der eingangs geschilderten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, dass einerseits die ungünstigen Reibungsverhältnisse eines schienengeführten Verkehrsmittels durch Erhöhung der Radaufstandskräfte weitgehend beseitigt und andererseits durch Zuschalten eines Antriebes mit einem Reibwert von 0, 70 wie z. B. Gummi-Asphalt, erhöht werden.
Die Erfindung löste die gestellte Aufgabe dadurch, dass ein Zustellantrieb zum Andrücken und Zurückziehen des antreibbaren Reibrades und eine vorzugsweise in Abhängigkeit von einem Schlupf des Rades gegenüber einem frei mitlaufenden Stützrades auf der Schiene den Zustellan- trieb ein - bzw. ausschaltende Steuerung vorgesehen ist.
Der erfindungsgemässe Schwebebahnantrieb stellt eine Kombination aus konventioneller schienenfahrzeugs-Antriebstechnologie und moderner Kraftfahrzeug Antriebstechnik dar.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigt die Fig. 1 eine auf einer Schiene hängend angeordnete Antriebseinheit. Der Zusatzantrieb mit dem Reibrad befindet sich, entsprechend der schlupffreien Antriebskonstellation, im abgesenkten, antriebslosen Zustand, die Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechenden Darstellung der Antriebseinheit, jedoch im aktivierten Zustand des Zusatzantriebes, die Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechenden Darstellung jedoch eine auf zwei Schienen hängend angeordnete Antriebseinheit, und die Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechenden Darstellung der Antriebseinheit, jedoch auf zwei Schienen hängend angeordnet.
Gemäss den Figuren 1 und 3 ist die auf einer Schiene 1 hängend angeordnete Antriebseinheit, bestehend aus einem von einem Motor M angetriebenen Rad 2 und einem frei mitlaufenden Stützrad 3, mit einer mit dem Stützrad und dem Antriebsrad steuerungstechnisch verbundenen Einrichtung 4 zur Erfassung eines Schlupfes versehen. Ein für die Beseitigung des Schlupfes und für das Befahren von Steigungen und Gefälle vorgesehener Zusatzantrieb, bestehend aus Reibrad 5, Zustellantrieb 6 und Reibradantrieb 7, ist so angeordnet, dass bei eingeschaltetem Zusatzantrieb 7 gemäss den Figuren 2 und 4 eine Haftkrafterhöhung zwischen dem angetriebenen Rad 2 und der Lauffläche der Schiene 1 einerseits und andererseits eine Kraftschlüssigkeit zwischen dem Reibrad 5 und der Schienenunterseite eintritt.
Ausgehend vom schlupffreien Zustand erfolgt die Kraftübertragung analog zur konventionellen Rad-Schiene Traktion ausschliesslich über das angetriebene Rad 2 über die Lauffläche der Schiene 1. Das stillstehende Reibrad 5 des abgeschalteten Zusatzantriebes 7 befindet sich in zur Schiene distanzierten Ausgangslage. Bei Auftreten eines Schlupfes des angetriebenen Rades 2, welcher von der Einrichtung 4 erfasst wird, erfolgt die Aktivierung des Zusatzantriebes 7. Die Aktivierung und der Einsatz erfolgt phasenweise. In der ersten Phase wird das Reibrad 5 in der Ausgangslage vom Stillstand auf die Umfangsgeschwindigkeit des frei mitlaufenden Stützrades beschleunigt. In der Phase 2 wird das Reibrad 5 mit definierter Anpresskraft gegen die Schiene gedrückt und so eine Kraftschlüssigkeit zwischen Reibrad 5 und Schiene 1 hergestellt.
In der Phase 3 erfolgt eine kontinuierliche Zusammenführung der Umfangsgeschwindigkeiten von Reibrad 5 und Antriebsrad 2 auf die Sollgeschwindigkeit des Streckenabschnittes. Während beim Rutschen des angetriebenen Rades 2, ab der Herstellung der Reibschlüssigkeit zwischen Schiene 1 und Reibrad 5 die Umfangsgeschwindigkeit des Reibrades stetig zunimmt, erfolgt beim Gleiten des angetriebenen Rades 2, ab der Herstellung der Reibschlüssigkeit zwischen Schiene 1 und Reibrad 5 eine ständige Reduzierung der Umfangsgeschwindigkeit des Reibrades 5. Der Eingriff des Zusatzantriebes bleibt sowohl beim Rutschen als auch beim Gleiten solange bestehen, bis der untere Grenzwert des Schlupfes erreicht bzw. bis die Streckenführung eben verläuft.
Die Phase 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass eine vollständige Gleichstellung der Umfangsgeschwindigkeiten zwischen angetriebenen Rad 2, dem frei mitlaufenden Stützrad 3 und dem Reibrad S hergestellt ist und nach Erkennung der Gleichstellung der Umfangsgeschwindigkeiten durch die Einrichtung 4 der Zusatzantrieb 7 abgeschaltet und gleichzeitig das Reibrades 5 mittels Zustellantrieb 6 in die Ruhelage zurückge-
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führt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schwebebahn mit einem auf zumindest einer über Kopf angeordneten Schiene (1) laufen- den Fahrwerk, welches mindestens ein angetriebenes Rad (2) und mindestens ein zusätz- liches antreibbares Reibrad (5), vorzugsweise ein Vollgummirad aufweist, welches gegen die Schiene (1) andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zustellantrieb (6) zum
Andrücken und Zurückziehen des antreibbaren Reibrades (5) und eine vorzugsweise in
Abhängigkeit von einem Schlupf des Rades (2) gegenüber einem frei mitlaufenden Stütz- rades (3) auf der Schiene (1) den Zustellantrieb (6) ein - bzw. ausschaltende Steuerung vorgesehen ist.