DE102004014413B4 - Schienenweg für Fahrzeuge mit unterschiedlichen Fortbewegungsmitteln und Antriebssystemen sowie Fahrzeug zum Befahren des Schienenweges - Google Patents
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Abstract
Schienenweg
(2) zum Befahren mit Straßen-,
Schienen- und Magnet-Schwebe-Fahrzeugen, bestehend aus zwei zueinander
parallel verlaufenden Schienen (7), dadurch gekennzeichnet, dass
die Schienen (7) aus einem stabilen Doppel-T-Profil mit einer senkrechten
Traverse (8) bestehen, wobei das obere T-Profil zwei flügelartige
Ausleger (9) bildet, die außer
dem Befahren mit einem Straßenrad
(4) das Befahren mit Magnetschwebetechnik (6) zulassen, und wobei
oben in der Schienenmitte längs
der Schiene (7) ein Gleiskopf (10) aufgewölbt ist, der durch die Traverse
(8) gestützt
ist und zum Befahren mit einem Spurkranzrad (5) dient.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Schienenweg, der mit Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen, Schienenfahrzeugen und/oder Magnetschwebefahrzeugen, mit unterschiedlichen Fortbewegungsmitteln und Antriebssystemen, wie Straßenrad, Spurkranzrad, Magnetschwebetechnik, befahren werden kann.
- Aus der
DE 101 25 617 A1 und derDE 101 60 247 A1 sind Kombifahrzeuge zur Nutzung einzelner unterschiedlicher und unabhängiger Fahrwege bekannt. - Diese Fahrzeuge sind alternativ für drei Fortbewegungsarten wie Rad-Straße, Rad-Schiene und Magnetschwebetechnik ausgelegt. Für die Fortbewegungsart Rad-Schiene und Rad-Straße besitzt das Kombifahrzeug nach der
DE 101 25 617 A1 ein kombiniertes Spurkranzrad und Straßenrad. Für den Einsatz als Magnetschwebefahrzeug sind beiderseits am Chassis mindestens vier träger mit ausfahrbaren bzw. ausschwenkbaren stromführenden Magnetspulen und an den Seiten Asynchron-Kurzstatormotoren angeordnet. - Für den Übergang von einer Fortbewegungsart auf die andere dienen Rampen, bei denen die Fahrbahnen relativ zueinander abgesenkt werden. Zur Überwindung von Unstetigkeitsstellen, wie Kreuzungen, Weichen, Bahnübergängen, werden ebenfalls Teile der Fahrbahnen relativ zueinander abgesenkt oder abgeklappt.
- Der Nachteil dieses Systems besteht darin, dass das Fahrzeug zum einen nicht optimal an eine Magnetschwebetrasse angepasst ist und zum anderen diese Trasse nicht mit herkömmlichen Fahrzeugen, die mit einem Antriebssystem ausgerüstet sind, befahren werden können.
- Außerdem kann auch nicht ein und dieselbe Trasse alternativ mit Fahrzeugen der genannten Fortbewegungsarten befahren werden.
- Allgemein ist bekannt, dass Kraftfahrzeuge mit Straßenrädern auf Straßen, Autobahnen und sonstigen Wegen ebenerdig fahren. Nicht bekannt ist jedoch, dass Kraftfahrzeuge mit Straßenrädern auf einem Schienenweg ohne zusätzliche Hilfsmittel fahren können.
- Bekannt ist weiterhin, dass Magnetschwebefahrzeuge mit zweiteiligen Magnetschwebetechniken, wie z.B. der Transrapid, ausgerüstet sind und auf einer Mag netschwebetrasse fahren. Nicht bekannt ist aber, dass Kraftfahrzeuge oder Magnet-Schwebezüge mit zwei- oder vierteiligen Magnetschwebetechniken auf einem Schienenweg fahren können.
- Ein gattungsgemäßer Schienenweg ist aus der
DE 43 04 434 A1 bekannt. Er besteht aus zwei parallel verlaufenden Schienen und ist für Fahrzeuge mit unterschiedlichen Fortbewegungsmitteln und Antriebssystemen ausgerüstet. Jede Schiene des Schienenweges besitzt einen abgewinkelten horizontalen Teil, der das Befahren mit einem Spurkranzrad und mit Magnetschwebebahntechnik zulässt. - Der Nachteil dieses Schienenweges besteht in seiner kostspieligen aufgeständerten Bauweise, und ein Befahren mit Straßenrad- Fahrzeugen ist nicht möglich. Außerdem lassen sieh Übergänge zu traditionellen Fahrwegen nicht problemlos realisieren.
- Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schienenweg für Fahrzeuge mit unterschiedlichen Fortbewegungsmitteln und Antriebssystemen zu schaffen, auf dem auch problemlos Übergänge zu anderen Fahrwegen mit ein und demselben Fahrzeug möglich sind. Die mehrfache Nutzung eines Schienenweges soll Transportleistungen steigern und Umwelt und Ressourcen schonen. Außerdem ist ein Fahrzeug zu schaffen, das in optimaler Weise an diesen Schienenweg angepasst ist und im Bedarfsfall auch ohne diesen Schienenweg auskommt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Schienenweg mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und mit einem Fahrzeug gemäß dem Anspruch 4 gelöst.
- Die zwei zueinander parallel verlaufenden Schienen des Schienenweges bestehen dazu aus einem stabilen Doppel-T-Profil mit einer senkrechten Traverse, wobei das obere T-Profil zwei flügelartige Ausleger bildet, die außer dem Befahren mit einem Straßenrad das Befahren mit Magnetschwebetechnik zulassen. Oben in der Schienenmitte ist längs der Schiene, gestützt durch die Traverse, ein Gleiskopf aufgewölbt, womit der Schienenweg auch mit einem Spurkranzrad befahrbar ist.
- Der Schienenweg ist also so ausgelegt, dass die Schienen mit Fahrzeugen unterschiedlicher Fortbewegungsmittel und Antriebssysteme befahren werden können, wobei das Fortbewegungsmittel ein Straßenrad, ein Spurkranzrad und/oder ein elektromagnetisches Feld sein kann. Jedes Fortbewegungsmittel kann am Fahrzeug für sich allein oder in Kombination mit einem anderen Fortbewegungsmittel zum Befahren des Schienenweges angeordnet sein.
- Ein derart trimodal ausgelegter Flügel-Schienenweg kann für Straßen-, Schienen- und Magnetschwebefahrzeuge genutzt werden. Dadurch entfällt in vielen Fällen die Notwendigkeit, drei unterschiedliehe Fahrwege zu bauen, nämlich,
- – einen für Kraftfahrzeuge,
- – einen für Schienenfahrzeuge,
- – einen für Magnet-Schwebefahrzeuge,
- Somit kann ein Kraftfahrzeug mit Straßenrad, Spurkranzrad, oder Magnetschwebetechnik, ein Schienenfahrzeug mit Spurkranzrädern und ein Magnetschwebefahrzeug mit zweiteiligem oder vierteiligem Antrieb auf ein und demselben Schienenweg fahren.
- Mit der neuen Lösung wird erheblich weniger Land verbaut und Investitionskosten werden eingespart.
- Durch den Einsatz der Magnetschwebetechnik bei allen Fahrzeuggattungen und Anpassung der Fahrgeschwindigkeiten zueinander, wird bei Nutzung des Flügel-Schienenweges eine mehrfache Leistungssteigerung erreicht.
- Der Einsatz der Magnetschwebetechnik auf dem erfindungsgemäßen trimodalen Fahrweg, der auf dem Bahnnetz und/oder auf der Autobahn entstehen kann, führt zur Halbierung der Reise- und Frachtzeiten und ist volkswirtschaftlich von höchstem Gewinn.
- Da Magnetschwebetrassen bisher nur für Versuchszwecke realisiert wurden, kann man diese mit geringerem Aufwand in Verbindung mit den vorhandenen Trassen realisieren und von vorn herein für eine trimodale Nutzung auslegen.
- Der neue Flügel-Schienenweg bietet somit eine Vielzahl von Vorteilen und Anwendungen. So kann er von einem Fahrzeug mit einem trimodalen Antriebssystem genutzt werden, was z. B. von Vorteil ist, wenn eines der Antriebssysteme, z. B. die Schwebetechnik ausfällt oder das Fahrzeug diese Trasse verlassen will, um z. B. näher in urbane Zentren gelangen zu können.
- Beispielsweise können Nutzkraftfahrzeuge mit Magnetschwebetechnik ausgerüstet werden, die, zu Zügen zusammengestellt, den Flügel-Schienenweg befahren.
- Andererseits können auf dem neuen erfinderischen Schienenweg Fahrzeuge fahren, die entweder nur Straßenräder oder nur Schienenräder besitzen, was zum Beispiel für Reparatur- oder Ausweichfahrten notwendig sein kann.
- Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schienenwegs und Fahrzeugs sind Gegenstand der Unteransprüche.
- An Hand von Zeichnungen werden einige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lösung näher beschrieben.
- Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung des Flügel-Schienenweges mit einem Kraftfahrzeug, das mit einem Straßenrad auf dem Flügel-Schienenweg fahrend angetrieben wird, -
2 eine schematische Darstellung des Flügel-Schienenweges mit einem Kraftfahrzeug, dass mit einem Spurkranzrad auf dem Flügel-Schienenweg angetrieben wird, -
3 eine schematische Darstellung des Flügel-Schienenweges mit einem Kraftfahrzeug, das mit einer zwei- oder vierteiligen Magnetschwebetechnik auf dem Flügel-Schienenweg angetrieben wird, -
4 eine schematische Darstellung des Flügel-Schienenweges mit einem Schienenfahrzeug, das mit einem Spurkranzrad auf dem Flügel-Schienenweg angetrieben wird, -
5 eine schematische Darstellung des Flügel-Schienenweges mit einem Magnet-Schwebefahrzeug, das mit einer zwei oder vierteiligen Magnetschwebetechnik auf dem Flügel-Schienenweg angetrieben wird, -
6 eine Ausführung einer Weiche für die Anwendung mit dem trimodalen Fahrzeugantriebssystem auf dem Flügel-Schienenweg. -
1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung ein Kraftfahrzeug1 , das mit einem Straßenrad4 angetrieben auf einem Flügel-Schienenweg2 fährt. Der Flügel-Schienenweg2 ist für das alternative Befahren mit drei unterschiedlichen Fahrsystemen ausgerüstet. - Zur Vereinfachung der Zeichnung ist nur eine Seite des Fahrzeuges
1 mit einem Straßenrad4 auf einer Achse3 auf einer Schiene7 des Flügel-Schienenweges2 dargestellt. - Die Schiene
7 ist in Form eines stabilen Doppel-T-Profils mit einer senkrechten Traverse8 ausgebildet. Die obere T-Form der Schiene9 besitzt eine genügende Breite, damit einerseits die von den flügelartigen Auslegern9 gebildete Fläche, wie in1 dargestellt, mit dem Straßenrad4 befahren werden kann, aber auch mit einem Schienenfahrzeug (4 ) oder einem Magnetschwebefahrzeug (5 ). - In der Mitte der Fläche
9 ist längs der Schiene7 ein Gleiskopf10 aufgewölbt, der durch die Traverse8 gestützt ist. -
2 zeigt ein Kraftfahrzeug1 , das mit einem Spurkranzrad5 angetrieben wird und mit seinem Spurkranzrad5 auf dem Gleiskopf10 fährt. - Das Straßenrad
4 ist in Zwillingsbereifung ausgeführt, wobei das Spurkranzrad5 zwischen den beiden Zwillingsreifen angeordnet ist. Die obere T-Form der Schiene7 ist genügend breit ausgebildet, damit einerseits die so gebildete Fläche9 mit den Straßenrädern4 befahren werden kann und anderseits der Gleiskopf10 mit dem Spurkranzrad5 . In dieser Ausführung kann das Fahrzeug1 auf einer normalen Straße weiterfahren. -
3 zeigt ein Kraftfahrzeug1 , an dem zusätzlich Magnetschwebetechnik6 für die Fortbewegung als Magnet-Schwebefahrzeug auf dem Flügel-Schienenweg2 angeordnet ist. Die Magnetschwebetechnik6 ist als schwenkbarer Arm11 ausgebildet und dient als Halterung für einen Trage-Elektromagneten, einen Führungsmagneten und einen Asynchron-Kurzstatormotor12 , der gegenüber der Schiene7 ein elektromagnetisches Wanderfeld aufbaut. Die Tragarme11 sind, damit das Fahrzeug1 auch mit dem Straßenrad4 fahren kann, einziehbar angeordnet. -
4 zeigt ein Fahrzeug1 , das ausschließlich als Schienenfahrzeug mit Spurkranzrädern5 auf dem Flügel-Schienenweg2 fährt. - Schließlich ist, wie
5 zeigt, es auch möglich und für hohe Geschwindigkeiten zweckmäßig, dass sich das Fahrzeug1 als ein reines Magnet-Schwebefahrzeug mit Magnetschwebetechnik6 auf dem Flügel-Schienenweg2 fortbewegt. - Dazu greift die Magnetschwebetechnik
6 mit ihren Tragarmen14 unter die Flügelflächen9 der Schiene7 . Für die Fortbewegung als Magnet-Schwebefahrzeug sind am Fahrzeug1 an den Tragarmen14 Trage-Elektromagnete, Führungsmagnete und Asynchron-Kurzstatormotore12 angeordnet. -
6 zeigt eine Weiche13 für den Flügel-Schienenweg2 . Sie besteht aus biegsamen, auf einer Kreisbahn paarweise verschwenkbaren Schienenteilen15 . Für den notwendigen Längenausgleich eines der Schienenteile ist zusätzlich ein einschwenkbares Schienenstück16 klappbar angeordnet. Alternativ zu den biegsamen Schienen können die verschwenkbaren Schienenteile15 auch aus formschlüssig aneinandergereihten und gegeneinander verdrehbaren Gliedern bestehen. -
- 1
- Fahrzeug
- 2
- Schienenweg
- 3
- Fahrzeugachse
- 4
- Straßenrad
- 5
- Spurkranzrad
- 6
- Magnetschwebetechnik
- 7
- Schiene
- 8
- Traverse
- 9
- Flügelartige Ausleger
- 10
- Gleiskopf
- 11
- Ausschwenkbarer Tragarm
- Trage-Elektromagnet, Führungsmagnet und
- 12
- Asynchron-Kurzstatormotor
- 13
- Weiche
- 14
- Tragarme
- 15
- Verschwenkbare Schienenteile
- 16
- Einschwenkbares Schienenstück
Claims (9)
- Schienenweg (
2 ) zum Befahren mit Straßen-, Schienen- und Magnet-Schwebe-Fahrzeugen, bestehend aus zwei zueinander parallel verlaufenden Schienen (7 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen (7 ) aus einem stabilen Doppel-T-Profil mit einer senkrechten Traverse (8 ) bestehen, wobei das obere T-Profil zwei flügelartige Ausleger (9 ) bildet, die außer dem Befahren mit einem Straßenrad (4 ) das Befahren mit Magnetschwebetechnik (6 ) zulassen, und wobei oben in der Schienenmitte längs der Schiene (7 ) ein Gleiskopf (10 ) aufgewölbt ist, der durch die Traverse (8 ) gestützt ist und zum Befahren mit einem Spurkranzrad (5 ) dient. - Schienenweg (
2 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für Verzweigungen des Schienenweges (2 ) eine Weiche (13 ) angeordnet ist, die aus biegsamen, auf einer Kreisbahn paarweise verschwenkbaren Schienen teilen (15 ) besteht, und dass für den notwendigen Längenausgleich eines der Schienenteile ein einschwenkbares Schienenstück (16 ) klappbar angeordnet ist. - Schienenweg (
2 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verschwenkbaren Schienenteile (15 ) aus formschlüssig aneinandergereihten und gegeneinander verdrehbaren Gliedern bestehen. - Fahrzeug (
1 ), welches alternativ als Straßen-, Schienen- oder als Magnet-Schwebe-Fahrzeug zum Befahren des Schienenweges (2 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für den alternativen Einsatz als Straßen- oder Schienenfahrzeug das Spurkranzrad (5 ) auf der selben Achse (3 ) mit dem Straßenrad (4 ) befestigt ist, wobei das Spurkranzrad (5 ) im Durchmesser kleiner als das Straßenrad (4 ) ausgeführt und die Achse gekröpft ist, derart dass durch Drehung der Achse (3 ) um 180° entweder das Spurkranzrad (5 ) auf dem Gleiskopf (10 ) oder das Straßenrad (4 ) auf dem Ausleger (9 ) der Schiene (7 ) aufsitzt. - Fahrzeug (
1 ) nach Anspruch 4 zum Befahren des Schienenweges (2 ), dadurch gekennzeichnet, dass das Straßenrad (4 ) in Zwillingsbereifung ausgeführt und das Spurkranzrad (5 ) zwischen den beiden Zwillingsreifen angeordnet ist. - Fahrzeug (
1 ) zum Befahren des Schienenweges (2 ) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den alternativen Einsatz als Magnet-Schwebefahrzeug unten am Chassis des Fahrzeuges (1 ) Tragarme (11 ,14 ) mit Magnetspulen und Antriebseinheiten (12 ) für die Magnetschwebetechnik (6 ) angeordnet sind, die unter die flügelartigen Ausleger (9 ) der Schiene (7 ) greifen. - Fahrzeug (
1 ) nach Anspruch 6 zum Befahren des Schienenweges (2 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme (11 ,14 ) für die Magnetschwebetechnik (6 ), die unter die Ausleger (9 ) an der Schiene (7 ) greifen, zwei- oder auch vierteilig am Fahrzeug (1 ) angeordnet sind. - Fahrzeug (
1 ) nach Anspruch 6 oder 7 zum Befahren des Schienenweges (2 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme (11 ) unterhalb des Fahrzeuges (1 ) ausschwenkbar sind und bei Nichtbenutzung als Magnetschwebefahrzeug (6 ) in das Fahrzeug (1 ) einziehbar ausgeführt sind. - Fahrzeug zum Befahren des Schienenweges (
2 ) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrzeug (1 ) eine Synchronisiereinrichtung angeordnet ist, um dem Spurkranzrad (5 ) vor dem Aufsetzen des Fahrzeuges aus dem Schwebezustand eine Drehgeschwindigkeit zu verleihen, die der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges (1 ) angepasst ist.
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