-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transportsystem, insbesondere ein schienengebundenes Personentransportsystem im nicht öffentlichen Bereich, umfassend: ein Fahrzeug zur Aufnahme wenigstens eines Fahrgasts; eine Fahrstrecke mit einer Führungseinrichtung, entlang der das Fahrzeug bewegbar angeordnet ist; und ein Antriebssystem für einen formschlüssigen Antrieb zum Antrieb des Fahrzeugs entlang der Fahrstrecke, wobei das Antriebssystem wenigstens ein wenigstens abschnittsweise entlang der Fahrstrecke verlaufendes erstes Eingriffselement und ein mit dem Fahrzeug verbundenes antreibbares zweites Eingriffselement aufweist.
-
STAND DER TECHNIK
-
Transportfahrzeuge mit formschlüssigen Antrieben sind bekannt, beispielsweise als Zahnradbahnen oder im Bergbau. Formschlüssige Antriebe haben gegenüber reibschlüssigen Antrieben den Vorteil, dass der Wirkungsgrad verbessert werden kann, da ein Gleiten des Antriebsrads auf der Antriebsschiene bei einer formschlüssigen Verbindung ausgeschlossen ist. Zudem sind größere Momente und somit größere Beschleunigungen vom Antrieb auf das Fahrzeug übertragbar.
-
Auch für den Einsatz bei Vergnügungsbahnen wurden diese Antriebe bereits vorgeschlagen. Dabei ergibt sich allerdings das Problem, dass die Zahnleiste/Zahnstange oder der Triebstock die Möglichkeiten bei der Realisierung bestimmter Streckenführungen einschränken. Da Vergnügungsbahnen bei den Benutzern hauptsächlich Fahrspaß durch das Durchfahren möglichst spektakulärer Fahrfiguren erzeugen sollen, muss in vielen Fällen eine komplizierte Streckenführung mit mehr oder weniger steilen Anstiegen (z. B. Camelback), Kurven, Windungen (z. B. Schraube), aber auch Kombinationen davon (z. B. Corkscrew)) realisiert werden. Da jedoch die Zahnstangen und Triebstöcke, wie auch die Führungselemente (Schienen) nicht beliebig biegbar und verwendbar sind, sind die Möglichkeiten der Streckengestaltung beschränkt.
-
Da der Triebstock bzw. die Zahnstange in der Regel zusätzlich zu den Schienen, beispielsweise zwischen einem Doppelschienenstrang, angebracht wird, ist eine Integration einer derartigen Achterbahn in eine bestehende Landschaft oder Umgebung schwierig. Die Fahrgäste sehen bei einer Zwei-Schienenbahn stets die Schienen und den Triebstock und können so einfach den Streckenverlauf antizipieren. Dies kann teilweise die Spannung an der Fahrt verringern.
-
AUFGABE DER ERFINDUNG
-
Ausgehend davon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Transportsystem mit einem formschlüssigen Antriebssystem vorzuschlagen, das hinsichtlich der Auslegung der Streckenführung größere Flexibilität bietet als herkömmliche formschlüssig angetriebene Transportsysteme.
-
TECHNISCHE LÖSUNG
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Transportsystem gemäß dem Anspruch 1 und 2. Vorteilhafte Merkmale und bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Ein Transportsystem umfasst: ein Fahrzeug zur Aufnahme wenigstens eines Fahrgasts; eine Fahrstrecke mit einer Führungseinrichtung, entlang der das Fahrzeug bewegbar angeordnet ist; und ein Antriebssystem für einen formschlüssigen Antrieb zum Antrieb des Fahrzeugs entlang der Fahrstrecke, wobei das Antriebssystem wenigstens ein wenigstens abschnittsweise entlang der Fahrstrecke verlaufendes erstes Eingriffselement und ein mit dem Fahrzeug verbundenes antreibbares zweites Eingriffselement aufweist. Wenigstens das Verzahnungselement oder das Eingriffselement weist Komponenten einer Kette auf, z. B. Kettenglieder und/oder Kettenhülsen (drehbar).
-
Das beanspruchte Transportsystem kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, z. B. bei Fahrgeschäften, im alpinen Bereich, allgemein zur Personenbeförderung, im Indoor-Bereich, etc. Besonders geeignet ist der Einsatz bei Anwendungen, bei denen ein Fahrzeug Höhendifferenzen überwinden muss.
-
Als erstes Eingriffselement wird das an der Fahrstrecke angeordnete lang gestreckte Element verstanden, das Eingriffsmittel zum Eingriff des am Fahrzeug angeordneten komplementären zweiten Eingriffselements aufweist. Das zweite Eingriffselement ist in der Regel ein mit kreisförmigem Umfang und einer Verzahnung entlang des Umfangs ausgebildetes Zahnrad oder Kitzel. Das erste Eingriffselement kann wenigstens ein Trägerelement und eine mit dem Trägerelement verbundene Kette aufweisen. Sofern die Kette am zweiten Eingriffselement angeordnet ist, kann dieses als Kettenrad mit einer um den Umfang angeordneten Kette ausgebildet sein.
-
In der Regel weist das erste Eingriffselement oder das zweite Eingriffselement eine Kette auf. Die Kette umfasst insbesondere Kettenglieder mit Zahnprofilform und/oder Kettenhülsen und/oder -rollen und/oder feste Bolzen und ist dadurch fehlertolerant bei Teilungs- und Zahnrichtungsfehlern sowie bei Achsabstands- und Achsneigungsfehlern. Benachbart angeordnete Bolzen/Hülsen sind in der Regel durch Kettenglieder verbunden. In Fahrtrichtung weist eine Kette, die Teil des ersten Eingriffselements ist, relativ wenig Spiel auf. Dies gilt analog für eine Kette, die Teil des zweiten Eingriffselements ist, die am Umfang eines Rads, eines Antriebsrads, einer Scheibe, etc., angeordnet ist, d. h. sie weist in Umfangsrichtung wenig Spiel auf. Dafür ist die Kette in jedem Fall geeignet, durch die Eigenschaften der Kette, z. B. durch Verwind- und Drehbarkeit der Kette im Teilkreisdurchmesser des Zahneingriffs, etc., gewundene Streckenabschnitte mit geringerem konstruktivem Aufwand zu ermöglichen, da u. a. die Toleranzen hinsichtlich des Zusammenwirkens und damit der Anordnung der Eingriffselemente größer sind.
-
Jede beliebige Kette, insbesondere Stahlgelenkketten, die als Antriebsketten zur Übertragung von Drehmomenten verwendet werden können, können im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden. Beispiele sind Buchsen-, Rollen-, Flyer- oder Bolzenketten. Unter dem Begriff Kette soll im Rahmen der Erfindung auch ein Zahnriemen verstanden werden können, der in dem erfindungsgemäßen Transportsystem als Zahnstange zusammen mit einem Zahnriemenrad als Ritzel verwendet werden kann. Zahnriemen weisen Zähne aus Kunststoff auf, die den Kettengliedern mit Zahnprofilform entsprechen. Durch den Einsatz von Ketten (bzw. Zahnriemen) kann die gewünschte Flexibilität und Teilungsgenauigkeit erreicht werden. Auch eine eingesetzte Zahnstange oder ein Antriebsritzel können aus Kunststoff hergestellt sein.
-
Beim Antrieb des Fahrzeugs handelt es sich somit um einen formschlüssigen Kettentrieb. Formschlüssige Antriebe gewährleisten einen höheren Wirkungsgrad als reibschlüssige Antriebe. Sowohl beim Antrieb als auch beim Abbremsen („geführtes Bremsen”) sorgt der formschlüssige Eingriff dafür, dass keine Verluste durch ein Gleiten des Antriebs entstehen. Es kann auch eine Kombination von form- und reibschlüssigem Antrieb vorgesehen sein. So könnte ein reibschlüssig arbeitendes Antriebsrad auf derselben oder einer anderen Antriebsachse montiert sein wie das Ritzel für den formschlüssigen Antrieb.
-
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Transportsystem, umfassend: ein Fahrzeug zur Aufnahme wenigstens eines Fahrgasts; eine Fahrstrecke mit einer Führungseinrichtung, entlang der das Fahrzeug bewegbar angeordnet ist; und ein Antriebssystem für einen formschlüssigen Antrieb zum Antrieb des Fahrzeugs entlang der Fahrstrecke, wobei das Antriebssystem wenigstens ein wenigstens abschnittsweise entlang der Fahrstrecke verlaufendes erstes Eingriffselement und ein mit dem Fahrzeug verbundenes antreibbares zweites Eingriffselement aufweist, wobei die Führungseinrichtung zur Führung des Fahrzeugs einspurig ausgebildet ist.
-
Insbesondere umfasst das erste Eingriffselement eine sich wenigstens abschnittsweise entlang der Fahrstrecke erstreckende Kette. Die Kette ist (zumindest im Normalbetrieb des Transportsystems) in Längs-Bewegungsrichtung fixiert, d. h. nicht bewegbar relativ zur Fahrstrecke/Führungseinrichtung festgelegt. Die Zähne des Antriebsritzels bzw. der Kettenradscheibe des Antriebs greifen zwischen die Kettenglieder ein. Das Ritzel ist über eine Welle mit dem am Fahrzeug angeordneten Motor gekoppelt.
-
Das Fahrzeug ist oberhalb der Führungseinrichtung angeordnet (aus der Sicht eines bestimmungsgemäß im Fahrzeug aufgenommenen Fahrgasts). Der Schwerpunkt des beladenen oder unbeladenen Fahrzeugs liegt stets oberhalb, wenn auch möglichst nahe beim ersten und/oder zweiten Führungselement. So kann eine Sitzanordnung vorgesehen sein, bei der wenigstens eine der Schienen (erstes und/oder zweites Führungselement) zwischen den Beinen eines Fahrgasts angeordnet ist, oder wenigstens eine der Schienen (erstes und/oder zweites Führungselement) zwischen zwei nebeneinander angeordneten Sitzen angeordnet ist.
-
Die Kette umfasst insbesondere drehbar angeordnete Kettenhülsen und/oder -rollen und/oder Kettenglieder mit Zahnform.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Eingriffselement als Rad mit einer umlaufenden, befestigten Kette (z. B. Kettenrad) ausgebildet. Das Antriebsrad weist vorzugsweise entlang des Umfangs angeordnete Kettenglieder/-hülsen und/oder Kettenglieder auf. D. h. das zweite Eingriffselement umfasst drehbare Kettenhülsen und/oder -rollen.
-
Bei der Verwendung einer Kette kann, trotz stark (auch dreidimensional) verwundener Schiene, auf eine aufwändige, passgenaue Fertigung einer Zahnstange, eines Triebstocks etc., verzichtet werden. Um einen einfachen und kostengünstigen Formschluss realisieren zu können, wird daher eine Kette eingesetzt, die sich den Schienenverwindungen leicht anpassen lässt. Selbst Verwindungen quer zur Kettenrichtung können ohne weiteres realisiert werden. Es können verschiedenste Arten von Ketten, z. B. sog. Verwindungsketten oder Seitenbogenketten eingesetzt werden.
-
Insbesondere kann zur optimalen Kraftübertragung das erste und/oder zweite Eingriffselement mit einer Verzahnung wie einer Triebstockverzahnung oder mit einer Evolventen- oder Zykloidenverzahnung ausgebildet sein.
-
Das zweite Eingriffselement kann als Zahnrad, Ritzel oder Kettenradscheibe mit einer Außenverzahnung ausgebildet sein, die zwischen Kettenglieder einer Kette des ersten Eingriffselements eingreifen.
-
Das erste Eingriffselement kann eine sich wenigstens abschnittsweise entlang der Fahrstrecke erstreckende Zahnstange umfassen, deren Zähne zwischen Kettenglieder/-hülsen einer Kette des zweiten Eingriffselements eingreifen.
-
Das erste Eingriffselement und das zweite Eingriffselement stehen insbesondere in Eingriff miteinander. Zwischen den Eingriffselementen besteht eine formschlüssige Verbindung, die durch den Antrieb des zweiten Eingriffselements einen formschlüssigen Antrieb bildet.
-
Die Führungseinrichtung kann eines oder wenigstens zwei Führungselemente aufweisen. Die Führungselemente können nebeneinander angeordnet sein, um eine zweispurige Fahrstrecke zu bilden. Vorzugsweise wird im Rahmen der Erfindung jedoch eine einspurige Fahrstrecke für einspurige Fahrzeuge („Monorail”) bereitgestellt. Eines, vorzugsweise zwei oder mehrere Führungselemente sind bei einer einspurigen Bahn untereinander unterhalb des Fahrzeugs angeordnet. Insbesondere kann anstelle eines bei herkömmlichen Monorail-Bahnen verwendeten Führungsblechs ein zweites Rohr eingesetzt werden, das entweder direkt auf dem anderen Trägerrohr angebracht ist oder mit Hilfe von Querstreben beabstandet, aber starr mit diesem verbunden ist, um ein seitliches Wegkippen des Fahrzeugs (relativ zu einer durch die Führungselemente aufgespannten Ebene) zu verhindern. Insbesondere können die Rohre vertikal zueinander versetzt sein.
-
Das erste Eingriffselement ist vorzugsweise wenigstens an dem Führungselement bzw. einem der Führungselemente angeordnet.
-
Das Antriebssystem kann wenigstens ein Dämpfungselement aufweisen, das zwischen dem ersten und dem zweiten Führungselement angeordnet ist.
-
Vorzugsweise sind wenigstens eines oder mehrere der Führungselemente rohrförmig ausgebildet. Rohrförmige Führungselemente haben den Vorteil, dass sie in einfacher Weise dreidimensional gebogen werden können, um Streckenführungen mit Krümmungen in unterschiedlichen Richtungen zu ermöglichen, z. B. Kurven, Anstiege, Windungen und Kombinationen davon. Statt der Rohre können im Rahmen der Erfindung auch rohrähnliche oder massive Schienen eingesetzt werden, soweit dies von den Dimensionen her sinnvoll ist (z. B. bei einem zweiten Führungselement mit geringem Durchmesser bzw. geringeren Abmessungen). Außerdem ist der Begriff „Rohr” nicht auf Rohre mit kreisförmigem Querschnitt beschränkt, sondern umfasst Rohre mit allen möglichen Querschnitten, z. B. ovalen Querschnitten, rechteckigen Querschnitten, unregelmäßigen Querschnitten, etc.
-
Das erste Eingriffselement ist entlang des Führungselements, z. B. eines Rohres bzw. eines von mehreren Rohren angeordnet. Das kettenartige Eingriffselement lässt sich leicht an die dreidimensionale Struktur der Streckenführung anpassen. Die Kette bzw. die Kettenglieder können (teilweise) relativ starr an der Führungseinrichtung befestigt sein. Die Kettenglieder selbst können jedoch beispielsweise drehbare Hülsen umfassen, so dass die Zähne des komplementären Eingriffselements verschleißarm, laufruhig und leichtgängig eingreifen können. Durch eine weniger starre, d. h. zumindest abschnittsweise mit einem bestimmten Spiel versehene Anordnung der Kette bzw. der Kettenglieder, die innerhalb einer gewissen Toleranz zueinander verschiebbar sind, kann der gegenseitige Eingriff verbessert werden, da auch bei nicht exakter Ausrichtung der Eingriffselemente zueinander die Kette leicht nachgibt und die Ungenauigkeit ausgleicht. Erfahrungsgemäß muss jedoch die Kette zwischen jeweils zwei Befestigungspunkten möglichst straff gespannt sein.
-
Das Transportsystem kann eine Fahrgastaufnahme für wenigstens einen Fahrgast aufweisen, die insbesondere derart ausgebildet sein kann, dass die Führungseinrichtung und/oder das erste Eingriffselement zwischen den Beinen eines bestimmungsgemäß aufgenommenen Fahrgasts, zwischen zwei Fahrgastaufnahmen, oder links und/oder rechts neben der Fahrgastaufnahme angeordnet ist bzw. sind.
-
Für alle genannten Merkmale soll sowohl einzeln als auch in Kombinationen miteinander Schutz beansprucht werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren deutlich. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Führungssystems für ein schienengebundenes Personentransportsystem;
-
2 eine Schnittansicht eines herkömmlichen Führungssystems mit einem Fahrzeug;
-
3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen schienengebundenen Personentransportsystems;
-
4 eine Schnittansicht des aus der 3;
-
5 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Führungs- und Antriebssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
6 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Führungs- und Antriebssystems gemäß der vorliegenden Erfindung; und
-
7a, 7b unterschiedliche Arten der Verzahnung.
-
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein schienengebundenes Personentransportsystem im nicht öffentlichen Bereich. Das Transportsystem kann jedoch in jeder anderen Anwendung eingesetzt werden, für die es sich eignet.
-
In der 1 ist ein herkömmliches Führungssystem 1 entsprechend dem Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Führungssystem 1 weist zwei parallel angeordnete Schienen 2a und 2b zur Führung zweispuriger Fahrzeuge entlang einer Fahrstrecke sowie eine mittig zwischen den Schienen 2a, 2b angeordnete Zahnstange 3 auf.
-
Wie in der 2 dargestellt, ist die Zahnstange 3 für einen formschlüssigen Antrieb eines Fahrzeugs 4 vorgesehen. Dabei greift ein am Fahrzeug 4 mittels eines Motors 5 antreibbar gelagertes Zahnrad 6 in die Zahnstange 3 ein. Der Motor 5 ist mit dem Fahrgestell 7 des Fahrzeugs 4 verbunden. Eine Welle 5' des Motors treibt das Zahnrad 6 an. Das Fahrgestell 7 wird über Rollen 8, die an den Schienen 2a bzw. 2b anliegen, entlang der Fahrstrecke geführt. Der Antrieb kann eine Welle und/oder ein Getriebe aufweisen, jedoch auch als Direktantrieb (z. B. Radnabenmotor) ohne Welle/Getriebe, oder nur mit Getriebe und Ritzel, also ohne Welle, ausgebildet sein. Als Antriebsmotor kann ein elektromagnetischer oder hydraulischer Antrieb verwendet werden oder eine Kombination davon.
-
Die 3 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Transportsystems. Dieses weist eine Fahrstrecke 10 und ein Fahrzeug 20 auf. Das Fahrzeug 20 ist entlang der Fahrstrecke 10 bewegbar (Geschwindigkeitsvektor v) mit dieser verbunden.
-
Die Fahrstrecke 10 umfasst eine erste Führungsschiene in Form eines ersten Rohrs 11 und eine zweite Führungsschiene in Form eines zweiten Rohrs 12. Die erste Führungsschiene 11 und die zweite Führungsschiene 12 sind aus der Sicht eines im Fahrzeug 20 aufgenommenen Fahrgasts in unterschiedlichen Abständen vom Fahrzeug 20 angeordnet. Insbesondere sind sie nicht nebeneinander, sondern vertikal unterhalb der Fahrgastaufnahme des Fahrzeugs 20 bzw. untereinander und unterhalb der Fahrgastaufnahme angeordnet. Zwischen den Führungsschienen 11 und 12, die parallel zueinander und parallel zur Bewegungsrichtung v des Fahrzeugs 20 verlaufen, ist ein (entlang der Fahrstrecke) gleich bleibender Abstand vorgesehen. Allerdings kann sich, wenn Fahrfiguren gebildet werden, bei denen das Fahrzeug 20 (relativ zur Bewegungsrichtung v) seitlich gedreht wird, die von den Führungsschienen 11 und 12 definierte Ebene E (vgl. 4) gedreht werden, d. h. absolut gesehen können die Führungsschienen 11 und 12 ihre Position entlang der Fahrstrecke 10 relativ zueinander beliebig verändern. Der gegenseitige Abstand bleibt dabei stets konstant. Das Fahrzeug 20 dreht sich mit einer Drehung der Ebene E ebenfalls seitlich mit. Die erste Führungsschiene 11 und die zweite Führungsschiene 12 sind mittels entlang der Fahrstrecke 10 angeordneter Verbindungselemente 13 starr beabstandet miteinander verbunden. Die erste Führungsschiene 11 ist stets die dem Fahrzeug 20 zugewandte Führungsschiene (fahrzeugseitige Führungsschiene), die Führungsschiene 12 ist stets die dem Fahrzeug 20 abgewandte Führungsschiene.
-
Das Fahrzeug 20 weist ein Fahrgestell 21 und damit verbundene Fahrgastaufnahmen, z. B. einen Sitz 22, auf. Im vorderen Bereich des Fahrgestells 21 ist drehbar um eine Achse d1 ein vorderer Wagen resp. ein vorderes Radschild/Fahrwerk 23, im hinteren Bereich des Fahrgestells 21 ist drehbar um eine Achse d2 ein hinterer Wagen resp. ein hinteres Radschild/Fahrwerk 24 befestigt.
-
Jeder der Wägen 23 und 24 weist eine Anzahl erster Rollen 25 auf (in 3 nicht im Einzelnen dargestellt; vgl. 4), die an der ersten, dem Fahrzeug 20 zugewandten Führungsschiene 11, anliegen. Wie aus der 4 hervor geht, können beispielsweise drei Positionen 25a, 25b, 25c für die ersten Rollen 25 vorgesehen sein. Die drei Positionen 25a, 25b, 25c sind so zueinander ausgerichtet, dass die erste Führungsschiene 11 sowohl das Gewicht des Fahrzeugs 20 trägt, als auch ein Abheben oder eine Bewegung des Fahrzeugs 20 relativ zur Fahrstrecke 10 in einer anderen als der vorgesehenen Bewegungsrichtung v verhindert wird. Die erste Führungsschiene 11 kann als Trägerschiene und/oder Halteschiene bezeichnet werden.
-
Außerdem weist jeder der Wägen 23 und 24 eine Anzahl zweiter Rollen 26 auf (in 3 nicht im Einzelnen dargestellt; vgl. 4), die an der zweiten, dem Fahrzeug 20 abgewandten Führungsschiene 12, anliegen. Wie aus der 4 hervor geht, können beispielsweise zwei Positionen 26a, 26b für die zweiten Rollen 26 vorgesehen sein. Die zwei Positionen 26a, 26b sind relativ zur zweiten Führungsschiene 12 gegenüberliegend zueinander ausgerichtet. Die zweiten Rollen 26 stehen mit der zweiten Führungsschiene 12 seitlich in Kontakt. Die Anordnung ist so gewählt, dass die zweite Führungsschiene 12 kein Gewicht des Fahrzeugs 20 aufnehmen muss. Die zweite Führungsschiene 12 dient lediglich dazu, die seitliche Verkippung des Fahrzeugs relativ zur von der ersten Führungsschiene 11 und der zweiten Führungsschiene 12 bestimmten Ebene E zu verhindern. Die zweite Führungsschiene 12 bestimmt somit die seitliche Ausrichtung des Fahrzeugs 20 senkrecht zur Bewegungsrichtung v, wobei eine seitliche Verkippung des Fahrzeugs 20 entlang der Fahrstrecke 10 durch eine Veränderung der Lage der Ebene E (die durch die beiden Führungsschienen bestimmt wird) bewerkstelligt und die entsprechenden seitlich wirkenden Kräfte durch die zweiten Rollen 26 auf die Führungsschiene 12 übertragen werden. Die zweite Führungsschiene 12 kann als Schiene zur seitlichen Stabilisierung des Fahrzeugs 20 angesehen werden. Beide Führungsschienen 11 und 12 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel rohrförmig ausgebildet.
-
Gemeinsam legen die beiden Führungsschienen 11 und 12 die (absolute) Lage des Wagens 20 an jedem Streckenpunkt genau fest. Eine gezielte Führung des Wagens entlang der gesamten Fahrstrecke ist möglich. Mittels der erfindungsgemäßen Konstruktion können nicht nur einfache Kurven oder Drehungen des Fahrzeugs 20 in einer Ebene senkrecht zur Fahrtrichtung v, sondern auch Kombinationen dieser Bewegungen mit Anstiegen und abschüssigen Streckenabschnitten realisiert werden. Damit ist auch der Aufbau komplizierter Streckenführungen wie wendelartiger Windungen, Corkscrews, Kamelbuckel („Camelbacks”) etc. möglich.
-
Das erfindungsgemäße Transportsystem 10 umfasst außerdem ein Antriebssystem 300. Dieses weist einen am Fahrgestell 21 des Fahrzeugs 20 angeordneten Antriebsmotor 310 auf. Über eine Welle 320 ist der Antriebsmotor 310 mit einer Kettenradscheibe 330 verbunden, um diese drehbar anzutreiben.
-
Außerdem umfasst das Antriebssystem 300 ein Verzahnungselement (Verzahnungsstrecke) 340 auf, die an einer der Schienen angeordnet ist. Das Verzahnungselement ist in diesem Fall an der der oberen Schiene 11 zugewandten Seite der unteren Schiene 12 angebracht und erstreckt sich entlang der Schiene 12.
-
Ein Beispiel für das erfindungsgemäße Antriebssystem, das in den bisher beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt wird, ist in der 5 genauer dargestellt. Dem gemäß greift die Kettenradscheibe 330 mit ihrer Außenverzahnung in die komplementären Eingriffsvertiefungen des sich entlang des unteren Rohrs 12 erstreckenden Verzahnungselements 340 ein. Das Verzahnungselement 340 umfasst eine Längskette 341 mit Kettengliedern, -rollen, -hülsen oder -bolzen 342, die beabstandet zueinander entlang des Rohrs 12 angeordnet sind. Die Hülsen 342 sind drehbar gelagert. Jeweils zwei nebeneinander liegende Hülsen sind mittels wenigstens eines Verbindungsglieds 343 miteinander verbunden. Es können beliebige Ketten eingesetzt werden, die eine Kraftübertragung vom Eingriffselement 330 auf das Verzahnungselement 340 erlauben. Beispiele für Verzahnungen zeigen die 7a und 7b.
-
Im Ausführungsbeispiel gemäß der 5 ist an einem elastischen Träger 344 beidseitig jeweils eine Kette 341a bzw. 341b befestigt. Der Träger 344 ist mittels eines oder mehrerer Bolzen 345, die in Längsrichtung des Rohrs 12 beabstandet zueinander angeordnet sind, an diesem befestigt. Der Träger 344 kann als Gummiträger ausgebildet sein, um unter anderem als Dämpfungselement zwischen den Ketten 341a und 341b und dem unteren Rohr 12 zu dienen.
-
Eine weitere Ausführungsform des im erfindungsgemäßen Transportsystem einsetzbaren Antriebsystems 300 ist in der 6 skizziert.
-
Hier weist das Antriebssystem 300 ein Rad mit einer daran in Umfangsrichtung befestigten Kette (im Folgenden kurz „Kettenrad”) 350 auf. Im Umfangsbereich des Kettenrads 350 sind beabstandet zueinander drehbare Kettenhülsen bzw. -rollen 351 angeordnet.
-
Das Kettenrad 350 steht in Eingriff mit dem Verzahnungselement 360. Dieses weist im Wesentlichen eine Zahnstange 361 (durchgehend oder geteilt) auf, die mittels Gewindebolzen 362 an der dem oberen Trägerrohr 11 zugewandten Seite des unteren Führungsrohrs 12 angeordnet ist. Zwischen dem unteren Führungsrohr 12 und der Zahnstange 361 ist als Dämpfungselement ein Gummiträger 363 vorgesehen. Die Zähne der Zahnstange 361 greifen zwischen den Hülsen 351 des Kettenrads 350 ein.
-
In den 7a und 7b sind verschiedene Arten von Verzahnungen gezeigt. Die 7a zeigt eine im Rahmen der Erfindung mögliche Triebstockverzahnung, die 7b eine Evolventen- oder Zykloidenverzahnung. Die Verzahnung aus der 7a weist ein Rad mit umwickelter Rollenkette auf, wie etwa auch beim in der 6 gezeigten Ausführungsform. Die Hülsen sind drehbar angeordnet. Die Verzahnung aus der 7b weist Laschen mit gerader Flankenform und relativ geringem Eingriffswinkel auf. Alle möglichen mit Hilfe einer Kette realisierbaren Verzahnungsarten und Zahnprofilformen können im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden.
-
Der Einsatz einer Kette bzw. eines Kettenrads als Verzahnungselement sorgt für einen schonenden, laufruhigen und leichtgängigen Eingriff der Zähne der Kettenscheibe bzw. der Zahnstange. Außerdem ist ohne weiteres eine flexible Streckenführung mit dreidimensionalen Richtungsänderungen realisierbar. Eine Kette kann bei ansteigenden/abfallenden Streckenabschnitten einfach an die Form des Rohres angepasst werden.
-
Auch bei gewundenen Streckenführungen (und Kombinationen in drei Dimensionen) ist eine Anpassung der Kette an die Streckenführung leicht möglich. Die am ersten Rohr befestigte Kette wird bei einer Windung, d. h. einem seitlichen Verkippen des Fahrzeugs, so geführt, dass ihre Ausrichtung relativ zum zweiten Rohr an jeder Streckenposition der Antriebsstrecke gleich bleibt. So ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kette stets an der dem zweiten Rohr zugewandten Seite des ersten Rohres angeordnet, egal in welcher Lage die Rohre an einer bestimmten Streckenposition zueinander stehen. Bei einer Windung wird die Kette somit zwischen zwei Streckenpositionen seitlich entlang des Umfangs des ersten Rohres in eine andere Umfangsposition geführt. Ihre Ausrichtung beschreibt dabei einen Abschnitt einer wendelartigen Schraubenwindung.
-
Die Benutzung eines Kettenrads ermöglicht ebenfalls besondere Streckenführungen, da ein Kettenrad bezüglich einer Zahnstange mit z. B. Ballung der Zahnflanke nicht stets perfekt ausgerichtet sein muss, um einen sicheren Eingriff zu gewährleisten. Seitliche Verkippungen der Zahnstange bei gewundenen Streckenabschnitten müssen demnach weniger präzise angepasst werden als bei der Verwendung eines herkömmlichen Zahnrads und einer starren Zahnstange.
