Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochbahnanlage mit mindestens einem Zug, der auf Hochgleisen mittels durch Elektromotor angetriebenen Reifen fährt und durch elektrische und/oder Scheibenbremse gebremst wird.
Die Verbindung zwischen Eisenbahnwaggons erfolgte bisher durch mehr oder weniger automatische Kupplungshaken, die an den sich gegenüberliegenden Enden der Waggons und ungefähr in Höhe der jeweiligen Traggestelle angebracht sind. Weiterhin ist es bekannt, dass die Fahrgestelle von zwei Waggons sich mit ihren gegenüberliegenden Enden auf einem gemeinsamen Boogie abstützen, wobei die einzelnen Waggons ihre Unabhängigkeit bewahren und die Boogies als Verbindungselemente dienen, die Wagenkasten oder Nutzräume jedoch ihre unabhängige Struktur behalten. In jüngster Zeit wurden von den vorgenannten Systemen abweichende Verbindungsformen bekannt und verwendet, wie z.
B. bei dem spanischen Gliederzug Talgo , bei denen ein engerer Kontakt zwischen den Enden der Waggons geschaffen wird, die damit ihre bisher übliche Unabhängigkeit verlieren, da die Verbindung nicht wie bei den Kupplungshaken an einem Punkt erfolgt, wodurch zwischen den Waggonenden immer ein gewisser Trennungsraum verbleibt, wie dieses bei den Güterwagen beobachtet werden kann, sondern diese Verbindung zwischen den Waggens gelenkig an mehreren Punkten des Umfanges durchgeführt wird, und zwar mittels speziellen Stützvorrichtungen vom Typ Kardan oder ähnliche.
Die erfindungsgemässe Hochbahnanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen zwei Waggons mittels eines Rahmens erfolgt, der einen mit dem transversalen Schnitt der Waggons übereinstimmenden transversalen Querschnitt aufweist, wobei die horizontalen Seiten Streifen aus elastischem Material tragen, die untereinander durch vertikale Wände getrennt sind, dass an diesen vertikalen Wänden sowohl an den Innen- als auch an den Aussenseiten in Ausnehmungen hermetisch eingeschlossene Aufhängungselemente vorgesehen sind, und zwar derart, dass in die inneren Aufhängungselemente horizontale Führungen mit U-förmigem Querschnitt aufgenommen sind, in deren Inneres steife Laschen, die aus den sich gegenüberliegenden Waggons herausragen, eingeführt sind, und in die äusseren Aufhängungselemente die die Reifen tragenden Motorgruppen untergebracht sind,
wobei diese Motorgruppen eine dritte Bremse in Form einer Klemmenbremse tragen, die mit Druck auf die Schienen einwirkt.
Der Rahmen zur Verbindung der Waggonenden kann verschiedene Strukturen und Formen aufweisen, besitzt jedoch vorzugsweise immer zwei ebene Flächen, nämlich eine an der unteren und eine an der oberen horizontalen Rahmenseite, an denen sich die aufeinanderfolgenden Waggons des Zuges unter Zwischenschaltung von elastischen Streifen, z. B. aus Gummi, abstützen können. In den Mittelpunkten der genannten horizontalen Flächen des Rahmens können Öffnungen oder Kreisringe vorgesehen sein, in die aus den Waggonenden hervorragende Warzen eingeführt werden, wobei diese Waggons sich wie gesagt an den horizontalen Flächen des Rahmens mittels Streifen aus elastischem Material wie z. B. Gummi abstützen.
Die gelenkige Verbindung zwischen den Waggons und dem Rahmen wird mittels Führungselementen vervollständigt, von denen z. B. je eines an jeder senkrechten Innenseite des Rahmens vorgesehen ist, welche Führungen im Schnitt die Form eines U aufweisen und zweckmässig an einer Gleitführung befestigt sind, die gelenkig und senkrecht in prismatischen Ausnehmungen des Rahmens gleiten. Längs des Führungskanals sind an beiden Seiten des Rahmens steife Laschen in Übereinstimmung mit den aufeinanderfolgenden Waggons vorgesehen. Der Rahmen kann mittels der Führung an die aufeinanderfolgenden Waggons durch die Betätigung von Riegeln befestigt werden, welche Riegel noch detailliert beschrieben werden.
Mit dieser regulierbaren elastischen Vorrichtung zusammen mit den ebenfalls elastischen Stützen der Streifen aus Gummi kann ein zweiter Grad der Aufhängung des Zuges geschaffen werden, der vollkommen neu, äusserst wirksam und regulierbar ist.
Die für die Gelenkigkeit des Zuges notwendigen Zwischenräume zwischen den Waggonenden und dem Rahmen werden vorzugsweise durch elastische Faltenbälge überspannt, die Formrückgewinnung aufweisen können.
Der Rahmen kann wahlweise an den einen oder anderen Waggon durch Betätigung des einen oder anderen der an den Seiten des Rahmens angebrachten und mit der Führung verbundenen Riegel befestigt werden, so dass immer einer der Waggons oder auch beide um jede der Koordinatenachsen frei drehen können mit Zentrum in dem Rahmen, ohne dass diese sich voneinander lösen können, indem zweckmässig eine Kappe am First des Rahmens angebracht ist, auf die noch näher eingegangen wird.
Der nutzbare Innenraum des Zuges kann vollkommen durchlaufend ausgebildet werden und setzt sich dabei aus der Gesamtheit der Waggons zuzüglich des Volumens der Rahmen zusammen, so dass die gesamte Länge des Zuges für den Transport und die notwendigen Unterteilungen nutzbar ist.
Die Führung des Zuges erfolgt wie in dem bekannten und im Jahre 1936 patentierten System der Hochbahnen, d. h.
der Zug wird an den Seiten von zwei Führungen oder Schienen umpresst, wodurch die Möglichkeit der Ausschaltung des Kippmomentes gegeben ist und damit die Gefahr der Entgleisung beseitigt wird.
Der Antrieb des Zuges erfolgt vorteilhaft durch je eine an jeder Aussenseite des Rahmens vorgesehenen Motorgruppe, d. h. zwei je Waagon, wobei diese Motorgruppen vorzugsweise aus einem Elektromotor bestehen, der einen oder mehrere Luftreifen antreibt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind es zwei unter Verwendung von Riemenscheiben und Transmission durch Riemen, wodurch die Verwendung hochtouriger und leichterer Motoren ermöglicht wird.
Die Verwendung von Motorgruppen für mehrere Räder erlaubt eine bedeutende Senkung des Einzelgewichtes je Rad bei beladenem Zug, und mit dem geringeren Gewicht wird die bisher bestehende Maximalgeschwindigkeit überschritten, die bei Einzelrädern wegen des Mantels der bei diesen Zügen verwendeten normalen Bereifung bei der für die heutigen Verhältnisse ungenügenden Zone um die 180 km/h liegt.
Bei Motorengruppen für mehrere Räder und in der in dieser Beschreibung aufgezeigten Anordnung können mit denselben Reifen die für moderne Züge angebrachten Geschwindigkeiten zwischen 250 und 300 Stundenkilometern erreicht werden.
Für die Bremsung des Zuges sind zweckmässig drei Bremstypen vorgesehen, die bei Bedarfsfall gleichzeitig tätig werden können. Diese drei Bremsen sind: 1. Die elektrische Bremsung als Motorbremse, wobei es sich um ein zum Stand der Technik gehörendes System handelt.
2. Die ebenfalls bekannte und in Kraftfahrzeugen verwen dete Scheibenbremse, für die ebenfalls kein Schutz be gehrt wird.
3. Die Klemmenbremsung, die mit Druck auf die Schienen wirkt und für Notfälle und bei starken Gefällen äusserst wirksam ist. Diese Bremse ist neu und gehört zum Schutz begehren.
Aufhängung: Das neue System bietet eine doppelte Aufhängung abgesehen von derjenigen der Reifen selbst.
Der erste Grad der Aufhängung besteht vorzugsweise in einer Gleitführung, die mit einer das gesamte Gewicht der Motorgruppe ohne vertikale Verschiebung tragenden Konsole fest verbunden ist. Durch die vertikalen Bewegungen des sich bewegenden Zuges und damit auch des Rahmens gleitet die Gleitführung vertikal in Vorsprüngen in elastischer Form mittels einer zwischengeschalteten Feder zwischen der Gleitführung und einem Anschlag am Rahmen, wodurch der erste Grad der Aufhängung des Zuges vervollständigt wird.
Der zweite Grad der Aufhängung ist zweckmässig zwischen den Waggons und dem Rahmen vorgesehen und wird vorzugsweise auf der einen Seite durch die Streifen aus Gummi gebildet, die an den horizontalen Flächen des Rahmens angebracht sind, und auf der anderen Seite durch die an den vertikalen Innenwänden des Rahmens angebrachten Führungselemente.
Eine Spiralfederanordnung oder ein pneumatisches Mittel zwischen der Gleitführung und dem entsprechenden Anschlag garantieren zweckmässig die Elastizität zwischen den aufeinanderfolgenden Waggons und dem Rahmen und damit den ruhigen Lauf des Zuges.
Wie ersichtlich, vereinigt der Rahmen in sich alle hauptsächlichen Mechanismen eines Eisenbahnfahrzeuges, wie Rollen, Antrieb, Aufhängung und Bremsung, wobei die Kombination Motorgruppe und Rahmen ihrerseits einen Teil des Zuges bildet.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Verbindung zwischen zwei Waggons A und B und dem Rahmen C, wobei das Gesamtgebilde auf den entsprechenden Hochschienen abgestützt ist,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Teil,
Fig. 3 eine Ansicht im Aufriss der Motorgruppe an einer der Seiten des Rahmens C,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Rahmens C und einer der Motorgruppen, wobei mit gestrichelten Linien die Waggons A und B dargestellt sind.
In dieser Figur ist ausserdem eine Einzelheit der Sicherheitsvorrichtung gezeigt, die die oberen Enden der aufeinanderfolgenden Waggons verbindet,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Verbindungsrahmens sowie Teile der Enden der aufeinanderfolgenden Waggons, wobei in gestrichelten Linien dargestellt ist, wie diese in dem zentralen Rahmen montiert sind,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Verbindungsrahmens der Enden von zwei aufeinanderfolgenden Waggons und
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer der Führungen, die die Enden der Waggons A und B mittels der steifen Laschen 17 verbinden.
In der Fig. 6 sind die inneren Gleitführungen in den Ausnehmungen nicht dargestellt, um nicht die Darstellung der Ausnehmungen zu komplizieren, es versteht sich jedoch von selbst, dass die sich im Inneren dieser Ausnehmungen bewegenden Gleitführungen Führungsmittel aufweisen, die noch erklärt werden.
Der Rahmen C, dessen Struktur in Fig. 6 dargestellt ist, besteht aus einem rechteckigen Körper, dessen zwei horizontale Seiten im Schnitt die Form eines umgekehrten T aufweisen und durch die Flächen 1, 1' und 2, 2' und den vertikalen Stegen 11 bzw. 12 gebildet werden, während der restliche Teil des Rahmens aus den vertikalen Seiten besteht, die wie alle beschriebenen aus Metall gebildet sind und den Rahmen C schliesst. Mittig und auf beiden Seiten dieser vertikalen Flächen sind U-förmige Ausnehmungen vorgesehen, die mit 21 und 22 bezeichnet sind, und durch Abdeckungen hermetisch geschlossen werden. Wie aus den Fig. 4, 5 und 6 ersichtlich, ist auf jeder Seite des Rahmens eine Ausnehmung vorgesehen, und in diesen Ausnehmungen sind mit den entsprechenden Führungen und Anschlägen die zwei Grade der Aufhängung untergebracht.
Die Verbindung oder der Durchlauf zwischen den Enden 3, 3' der Waggons A und B wird durch Einschaltung eines Rahmens C hergestellt, der eine eigene und von den Waggons A und B unabhängige Struktur aufweist, wobei die Form und die transversalen Abmessungen dieses Rahmens jedoch denen der Waggons entsprechen. An den horizontalen Seiten dieses Rahmens C stützen sich die Enden 3, 3' der aufeinanderfolgenden Waggons A und B des Zuges ab, so dass die Waggons keinen direkten Kontakt miteinander haben und in Wirklichkeit auch keine kontinuierliche Form aufweisen, wobei jedoch der Innenraum des Rahmens C vollkommen in den Nutzraum des Zuges eingeschlossen wird, so dass dieser gänzlich durchlaufend resultiert.
Der Rahmen C kann verschiedene Strukturen und Formen aufweisen, besitzt jedoch immer in Längsrichtung auf beiden Seiten zwei ebene Flächen 1, 1' und 2, 2', nämlich eine an der Unterseite und die andere an der Oberseite. An diese Flächen stützen sich die Enden 3, 3' der aufeinanderfolgenden Waggons A und B des Zuges in der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Form unter Zwischenschaltung der Streifen 4, 4' und 5, 5' aus elastischem Material ab.
In den Mittelpunkten der beiden Flächen 4, 4' und 5, 5' des Rahmens C sind kreisförmige Ringe 6, 6' und 7, 7' oder aber Öffnungen vorgesehen, die nicht dargestellt wurden, in die entsprechende Warzen 8, 8' der Enden 3, 3' der Waggons A und B aufgenommen werden, wobei diese Waggons sich wie bereits ausgeführt an den Flächen 1, 1' und 2, 2' des Rahmens C mittels Streifen 4, 4' und 5, 5' aus elastischem Material wie z. B. Gummi abstützen.
Die Befestigung oder elastische Verbindung zwischen den Waggons A und B und dem Rahmen C wird durch die Führungen 16 vervollständigt, von denen je eine an jeder senkrechten Innenseite des Rahmens C vorgesehen ist, und die im Schnitt die Form eines U aufweisen und an der Gleitführung 23 befestigt sind, die elastisch und vertikal in den Ausnehmungen 21 des Rahmens C gleiten. Längs der Führungen 16 sind an beiden Seiten des Rahmens C Laschen 17, 17' angebracht, die aus den Enden 3, 3' der entsprechenden Waggons A und B hervorragen.
Der Rahmen C kann an den Waggons A und B mittels der Betätigung der Riegel 18, 18' gemäss Fig. 7 befestigt werden. Mit dieser regulierbaren elastischen Vorrichtung zusammen mit den ebenfalls elastischen Stützen der Gummistreifen 4, 4' und 5, 5' wird ein zweiter Grad der Aufhängung des Zuges geschaffen, der vollkommen neu, äusserst wirksam und regulierbar ist.
Die für die Gelenkigkeit des Zuges notwendigen Zwischenräume zwischen den Enden 3, 3' der Waggons A und B und zwischen diesen und dem Rahmen C werden durch elastische Faltenbälge 42 überspannt, die Formrückgewinnung aufweisen können.
Der Rahmen C kann wahlweise entweder an den Waggon A oder an den Waggon B befestigt werden durch Betätigung des einen oder anderen der an den Seiten des Rahmens C angebrachten und mit der Führung 16 verbundenen Riegel 18, 18', wodurch erreicht wird, dass immer einer der Waggons oder auch beide um jede der Koordinatenachsen frei drehen kann mit Zentrum in der des Rahmens C, ohne dass diese sich voneinander lösen können, da ein Zapfen 14 vorgesehen ist.
Dieser Zapfen, der detailliert in Fig. 4 dargestellt ist, besteht aus einem Zylinder, der oben eine Kappe 15 und unten ein Gewinde für die Aufnahme einer Schraube 14' aufweist, so dass der Zapfen 14 in die Ausdehnung 13 der vertikalen Wand 12 eingeführt werden kann und so nach der im Detail dargestellten Montierung verhindert, dass die Warzen 8, 8' nach aussen herausspringen können, wobei diese Warzen 8, 8' durch die Ringe 6, 6' und 7, 7' perfekt gehalten werden, obwohl wie bereits ausgeführt, diese Ringe durch Öffnungen ersetzt werden können, in welchem Falle die Warzen 8, 8' ausser den Öffnungen 9, 9' und 10, 10' der Streifen aus Gummi 4, 4' und 5, 5' diese nicht dargestellten Öffnungen passieren.
Aus dem Vorgesagten ergibt sich die Definition des gesamten nutzbaren Innenraums des Zuges, der vollkommen durchlaufend ist und sich aus den Räumen A und B sowie dem ringförmigen Raum des Rahmens C zusammensetzt, so dass die gesamte Länge des Zuges für den Transport und die notwendigen Unterteilungen nutzbar ist.
Der Lauf des neuen Zuges erfolgt wie in dem bekannten und im Jahre 1936 patentierten System der Hochbahnen, d. h. der Zug wird seitlich durch die Schienen 36 umklammert, durch welches System die Möglichkeit der Ausschaltung des Kippmomentes gegeben ist und damit die Gefahr der Entgleisung bei den gemäss den Fig. 1, 2, 3 und 4 ausgebildeten Räderführungen 35 ausgeschaltet wird.
Im Anschluss wird die Lösung bezüglich des Antriebes, der Aufhängung und der Bremsung beschrieben.
Der Antrieb des neuen Zuges ist in den Fig. 1, 2, 3 und 4 dargestellt und besteht aus Motorgruppen, von denen je eine an jeder Aussenseite des Rahmens C vorgesehen ist, d. h.
zwei je Waggon, welche Motorgruppen einen Elektromotor 31 umfassen, der ein oder zwei (oder auch mehrere) Räder antreibt. In dem Ausführungsbeispiel sind es zwei, die durch Riemenscheiben 32, 32' mit Transmission über Riemen 33, 33' angetrieben werden, wodurch die Verwendung von hochtourigen und leichten Motoren ermöglicht wird.
Die Verwendung von Motorgruppen für mehrere Räder erlaubt eine bedeutende Senkung des Einzelgewichtes je Rad bei beladenem Zug, und mit dem geringeren Gewicht wird das bestehende Geschwindigkeitsmaximum geändert, das bei Einzelrädern wegen des Mantels der bei diesen Zügen verwendeten normalen Bereifung bei der für die heutigen Verhältnisse ungenügenden Grenze um 180 km/h liegt. Bei Motorgruppen für mehrere Räder, wie dargestellt, können mit denselben Reifen die für moderne Züge angebrachten Geschwindigkeiten zwischen 250 und 300 km/h erreicht werden.
Bei dem Zug können folgende drei Bremsentypen Verwendung finden: 1. Die auf die Motoren einwirkende elektrische Bremsung, die allgemein in Gebrauch ist und demnach nicht unter das Schutzbegehren fällt.
2. Die Scheibenbremse 41 mit an den Rädern 34, 34' an gebrachten Backen, die ebenfalls bekannt und vor allen
Dingen bei Kraftfahrzeugen im Gebrauch ist, so dass dieser Bremsentyp ebenfalls als zum Stande der Technik gehörig angesehen wird.
3. Die Klemmenbremse 37, die mit Druck auf die Schienen
36 einwirkt und für Notfälle und starke Gefälle äusserst wirksam ist. Diese Bremse fällt unter das Schutzbegehren und besteht aus einer Klammer, die den äusseren Teil der Schiene 36 umfasst, sie weist weiterhin ihren entspre chenden Bremsschuh 38 und wird über ein System von
Pleuelstangen und Hebeln 39 betätigt. Das gesamte
System der Motorgruppe ist in einer Konsole 40 veran kert, die einen winkelförmigen Querschnitt aufweist und an der sich ebenfalls die Achsen der Räder befinden, die zu diesem Zweck ihren Abstand zwischen konstanten
Zentren haben.
Bezüglich der Aufhängung des neuen Systems ist hervorzuheben, dass eine doppelte Aufhängung vorgesehen ist, abgesehen von derjenigen der Reifen selbst.
Der erste Grad der Aufhängung gemäss Fig. 5 besteht in einer Gleitführung 27, die fest mit der Konsole 40 verbunden ist, die das gesamte Motorgewicht ohne vertikale Verschiebung trägt.
Die Gleitführung 27 gleitet infolge der vertikalen Bewegungen des Zuges und damit des Rahmens C vertikal in Führungen 28 in elastischer Form durch die Wirkung der Feder 29, die zwischen die Gleitführung 27 und die Anschläge 30 geschaltet ist, welche Anschläge 30 an der Ausnehmung 22 des Rahmens C angebracht sind, wodurch der erste Grad der Aufhängung des neuen Zuges vervollständigt wird.
Die Führungsmittel 28 bestehen aus einem vertikalen Einschnitt in den Seitenwänden des Teiles 27 und gleichzeitig sind formentsprechende Vorsprünge vorgesehen, so dass ein perfektes Spiel zwischen diesen Teilen und damit eine leichte Gleitung geschaffen sind.
Der zweite Grad der Aufhängung ist zwischen den Waggons A und B des Zuges und dem Rahmen C vorgesehen, und setzt sich auf der einen Seite aus den Streifen aus elastischem Material 4, 4' und 5, 5' zusammen, die auf den Flächen 1, 1' bzw. 2, 2' angebracht sind, und auf der anderen Seite aus den Führungselementen 16 gemäss Fig. 7. Diese fest an der Gleitführung befestigten Führungen 16 führen eine vertikale Bewegung aus, indem sie in den Führungen 24 der Ausnehmung 21 des Rahmens C gleiten. Die Ausnehmungen 21 an den Innenwänden des Rahmens C und die Ausnehmungen 22 an den Aussenwänden sind untereinander vollkommen gleich.
Die Anordnung der Schraubenfeder 25, 29 kann aus pneumatischen Mitteln bestehen, und es ist vorgesehen, dass das Innere dieser Mittel der Aufhängung hermetisch geschlossen ist.
Die Anordnung der Schraubenfeder 25 oder an ihrer Stelle das entsprechende pneumatische Mittel garantiert die Elastizität zwischen den Waggons A und B und dem Rahmen C, wodurch ein leichter und ruhiger Lauf des Zuges erreicht wird.
Wie ersichtlich, vereinigt der Rahmen C als fundamentaler Teil des neuen Zuges alle hauptsächlichen Mechanismen eines Eisenbahnfahrzeuges in sich, nämlich das Rollen, der Antrieb, die Aufhängung und die Bremsung, wobei die Kombination Motorgruppe und Rahmen C ihrerseits einen Bestandteil des Zuges bilden.