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Die
Erfindung betrifft ein Nahverkehrs-System, insbesondere für
Personen, welches aus einem Hochbahn-Schienensystem besteht, mit
darauf geführten führerlosen Kabinen und einem
speziellen Weichensystemen, welches eine Vernetzung ermöglicht.
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Stand der Technik
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Allgemein
bekannt sind, die Wuppertaler Schwebebahn, Kabinen-Seilbahnsysteme,
und auch das bekannte H-Bahn System in Dortmund. Dieses automatisch
führerlos betriebene Kabinensystem hat den Nachteil, dass
es auf nur einer Strecke und mit Zwischen-Stop betrieben wird. Damit
ist der Benutzer an einen Fahrplan gebunden und vom Zwischenhalt mitreisender
Fahrgäste betroffen.
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Der
Eigenantrieb der Kabinen macht eine relativ aufwendige Systemsteuerung
erforderlich, um Position, Geschwindigkeit und Kabinenabstand zu koordinieren.
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Ein
weiterer Vorschlag, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, sieht
ein Kabinenbahnsystem mit Eigenantrieb vor, wie in Anmeldung
DE 43 08 077 A1 (13.3.93)
beschrieben. Haupt- und Nebenstrecken an Haltestellen vermeiden
den Zwischenstop der fahrenden Kabinen, aber dieses System macht
eine noch aufwendigere Technik und Systemsteuerung erforderlich,
um Geschwindigkeit, Kabinenabstand und Zielsteuerung zu gewährleisten.
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Es ist Aufgabe der Erfindung
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ein
Personen-Beförderungs-System mit den Merkmalen des Oberbegriffes
von Anspruch 1 so auszugestalten, dass eine Vernetzung zu beliebigen Zielorten
mit möglichst geringem technischen und wirtschaftlichen
Aufwand ermöglicht wird.
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Dieses
Ziel wird mit einem Beförderungs-System erreicht, welches
die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltung und Weiterbildung sind Gegenstand der dem Anspruch
1 nachgeordneten Ansprüche, deren Inhalt hier ausdrücklich zum
Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle
den Wortlaut zu wiederholen.
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Besondere
Vorteile der hier vorgeschlagenen Lösung bestehen darin,
dass dieses Personen-Nahverkehrs-System mit minimalem Aufwand in bestehende
Infrastrukturen einzubinden ist und vor allem mit einem Dreh-Weichen-Verteilersystem
jeden beliebigen Zielort in einer vernetzten bestehenden Infrastruktur
erreichen kann.
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Dies
gilt insbesondere für klein- und mittelstädtische
Bereiche, wo U- und S-Bahn keine gerechtfertigte Alternative sind.
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Weitere
Vorteile diese Hochbahn-Systems sind:
- • dass
kaum Grundbedarf für die Fahrtrasse benötigt wird,
- • dass die Fahrtrasse völlig unabhängig
von bestehenden Verkehrssystemen ist, von diesen nicht beeiträchtigt
wird und diese nicht behindert.
- • dass der Fahrweg auch über freies Gelände
geführt werden kann und damit auf kürzestem direkten
Weg,
- • dass auch in bebautem Gelände eine Integration möglich
ist,
- • dass es vollautomatisch, mit minimalem Personalbedarf
betrieben wird,
- • von einer zentralen Leitstelle, mit Computer und Video
koordiniert wird,
- • von keinem Fahrplan abhängig ist,
- • den Benutzer jederzeit ohne Wartezeit und ohne Zwischenhalt
direkt an das von ihm gewählte Ziel bringt.
- • mit Chipkarten, automatischer Fahrpreisabbuchung
und Zieleingabe bedient wird,
- • dass dieses Verkehrsystem von Wetterbedingungen (Nebel
oder Eis und Schnee) nicht beeiträchtigt wird,
- • dass der Bau dieses Systems nur einen Bruchteil kostet
im Vergleich zu Straßen und Wegebau,
- • dass keinerlei Stau oder Kollisionsgefahr besteht,
- • dass der Energiebedarf weit geringer ist als bei allen
alternativen Nahverkehrssystemen,
- • dass der Betrieb fast geräuschlos funktioniert,
- • dass der Betrieb vollautomatisch und ohne Personalbedarf
(ausgenommen der Leitstelle) funktioniert,
- • dass deshalb die Beförderungskosten auf
ein Minimum reduziert werden
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Dieses
Ziel wird damit erreicht, dass ein Kabinenbahnsystem vorgeschlagen
wird, mit kleinsten Einzelkabinen, die im Regelfall von nur einer
Person benutzt werden. Platz besteht für max. zwei mit
gleichem Fahrziel. Das geringe Gewicht der Einzelkabinen ermöglicht
eine filigrane und preiswerte Trassenführung und dies mit
einer relativ niedrigen Geschwindigkeit (etwa Fahrrad-Geschwindigkeit)
weil ohne jedem Zwischenstop eine wirtschaftliche Alternative zu
dem heute üblichen Busverkehr
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Diese
Kabinen fahren auf Tragschienen und haben keinen Eigenantrieb, sie
werden von umlaufenden Zugseilen, an welches sie automatisch ankuppeln,
bewegt. Die Alternative Eigenantrieb ist für dieses System
auch vorstellbar, macht aber das Steuerungsystem aufwendiger.
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Keine
Kollisiongefahr mit vorhandenen Verkehrssystemen und die niedrige
Geschwindigkeit machen das Kabinenbahnsystem auch zu einem Hoch-Sicherheits-Nahverkehrsmittel.
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Die
Einfachheit des Systems macht eine Vollautomation des gesamten Systems
möglich.
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Von
der Steuerzentrale wird über einen Zentralrechner die gesamte
Anlage koordiniert. Der Standort oder die Position jeder Kabine
ist vom Zentralrechner erfasst. An jeder Station der Anlage stehen
eine Anzahl von Gondeln fahrbereit, ein Mehrbedarf von Kabinen an
einzelnen Stationen wird bei Unterschreitung des Mindestbestandes
oder bei drohender Überschreitung der Bereitstellungskapazität automatisch
vom Rechnerprogramm durch Leergondel-Transport ausgeglichen.
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Das
minimale Betriebspersonal der Steuerzentrale, kann bei Bedarf jederzeit
in das System eingreifen. Über Bildschirme und steuerbare
Videokameras an den Stationen wird das gesamte Betriebssystem permanent überwacht – mit
Wechselsprechanlagen an den Stationen ist auch ein Kontakt zu den Fahrgästen
und eine Überwachungskontrolle immer gegeben.
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Schematische Darstellung und Beschreibung:
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1 stellt
das Prinzip der Verteiler-Weichen dar, anhand der Darstellung einer
Kreuzung wird gezeigt, dass hier mit diesen Drehweichen eine Verteilung
in jede beliebige Fahrtrichtung ermöglicht wird. 1 zeigt
die obere Fahrstrecke (in Ost-West-Richtung) 2 zeigt die
darunter liegende Fahrstreck (in Nord-Süd-Richtung)
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Eine
Gondel aus Ostrichtung kommend wird auf dem Schienenstück
der Drehweiche 3 angehalten und mit diesem Schienenstück
um 90° in die Stellung 4 gedreht. Gleichzeitig
wird durch das Prinzip dieser Drehweiche das mit der Gondel entnommene Schienenstück
durch das Schienenstück 5 ersetzt, sodass nachfolgende
Gondeln geradeaus weiterfahren können. Über eine
Gefällestrecke 6 fährt diese Gondel in
eine weitere Drehweiche 7, um auf gleiche Weise in die
untere Fahrstrecke in Nordrichtung 8 eingeschleust zu werden.
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In
gleicher Weise wird dargestellt, wie eine Gondel aus Ostrichtung
kommend über die Weiche 9, Gefällestrecke 10 und
Weiche 11 in die untere Fahrstrecke Richtung Süd 12 befördert
wird.
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1a zeigt
diese Streckenkreuzung zur Verdeutlichung in 3D
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2 und 3 stellt
das Prinzip der Drehweiche in perspektivischer Ansicht schräg
von oben bzw. schräg von unten dar. Um die Rotationsachsel 3 sind
vier Schienenstücke jeweils im rechten Winkel angeordnet 14, 15, 16, 17,
die mit hoher Präzision in die Streckenführung 18 eingepaßt
sind.
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Diese
Schienenstücke dienen als Träger für die
richtungswechselnde Gondel 19, um diese um 90° versetzt
auf die neue Fahrstrecke 20 zu bringen. Gleichzeitig wird
das Schienenstück 17 in die alte Fahrstrecke eingefügt,
um den Geradeausverkehr zu gewährleisten. 21 und 22 sind
nicht näher beschriebene Hilfsmittel zur Abbremsung und
Fortbewegung der Gondel im Weichenbereich.
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4a zeigt
ein Gondelfahrwerk in Seitenansicht,
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4b zeigt
das Gondelfahrwerk gemäß 4a in
Fahrtrichtung gesehen
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4c zeigt
die am Gondelfahrwerk vorgesehene Klemmvorrichtung für
das Zugseil.
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In
diesem Beispiel besteht die Fahrschiene 23 aus zwei parallelen
Rohren 24, die zur Sicherung des konstanten Abstandes und
zur Diagonalversteifung mit einem Zick-zack geformten Rundmaterial 25 verbunden
sind. Auf Ober- und Unterseite dieser Fahrschiene laufen je zwei
Tandem-Radsätze 26, die auf Traggestellen 27 befestigt
sind. Diese Traggestelle sind mit einer Platte 28 Verbunden,
an der sich die schwenkbare Gondelaufhängung befindet.
Der Tragarm der Gondel 30 ist so geformt, dass der Schwerpunkt
der Gondel senkrecht unter der Fahrschiene liegt.
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Das
Zugseil 31 verläuft parallel zu Tragschine. Das über
Standkurve betätigte Hebelsystem 32 verklemmt
das Zugseil auf der Auflage 33, sodass die Mitnahme des
Fahrgestelles gewährleistet ist. Das Zugseilsystem ist
in Segmente aufgeteilt, die immer parallel zum Fahrschienensystem
verlaufen. Bei Übergängen wo dieser Parallelverlauf
nicht möglich ist, wir die Gondel mit verbleibender kinetischer
Energie fortbewegt bzw. mit externen Antriebssystemen, die in dieser
Darstellung nicht detailliert gezeigt werden.
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Übergänge
zwischen zwei Zugseilsegmenten sind mit Standkurven versehen, die
Ab- und An-Kupplung der Zugseilklemmung ermöglichen.
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Die
Tandem-Radsätze 26 sind so ausgeführt,
dass diese immer eine formschlüssige Verbindung zum Trag-Schienensystem
haben, diese Notwendigkeit besteht, weil das Drehweichen-System, das
unterschiedliche Niveau an Kreuzungspunkten und der ebenerdige Zu-
und Ausgang an Stationen eine vertikale und eine horizontale Krümmung
von Tragschienen-Teilstücken erforderlich macht.
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Ermöglicht
wird diese Bedingung durch eine Doppel-Kardan-Lagerung der Radsätze
wie in 5 dargestellt.
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5a und 5b stellen
die Doppel-Kardan-Lagerung dar. Das Gondel Fahrgestell ist mit vier solchen
Einheiten ausgestattet (siehe auch 4) Diese
Mehrfach-Laufrollen gewährleisten einen ruhigen Lauf und
sichern mit der Anordnung (2 Einheiten oben und 2 Einheiten unten)
eine formschlüssige Verbindung mit der Fahrschiene, sodass
die Gondel sicher gehalten wird.
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Die
Fahrstrecke hat sowohl vertikale als auch horizontale Bogenabschnitte,
dazu ist es erforderlich, dass sich das Fahrgestell diesen Bögen
anpaßt.
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Die
dargestellte Doppel-Kardan-Lagerung macht das möglich.
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Die
Halteplatte 34 ist mit dem Gestell verbunden, daran ist
eine Nabe 35 befestigt, die als Lagerung für die
Vertikalachse 36 dient und somit eine horizontale Schwenkbewegung
gewährt. Eine daran rechtwinklig befestigte Querachse 37 ermöglicht
eine vertikale Schwenkbewegung des zentralen Lagerblockes 38.
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Dieser
Lagerblock ist die Aufnahne 2er Vertikalachsen 39, die
als Lagerung 2er Gelenkgabeln 40 dienen, an denen sich
schließlich die Radlagerungen 41 befinden. Damit
ist auch eine horizontale Kurvenanpassung des Tandem-Radsatzes sicher
gestellt.
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Mit
dieser Einheit ist sowohl eine vertikale als auch eine horizontale
Bogenbewegung des Fahrgestelles möglich.
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Zusammenfassung und ergänzende
Beschreibung zur möglichen Ausführung
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Nachfolgend
einige Vorschläge zur Ausführung des gesamten
Systems, die mit Bekannten Mitteln umgesetzt werden können.
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Die
Stationen sind Selbstbedienungsstellen für die Fahrgäste.
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Ein
einfacher, bedienungsfreundlicher Automat (ähnlich Parkhausautomat)
verkauft gegen Bargeld oder EC-Karte eine „Chip-Karte” mit
Guthaben und Zielspeicherplatz.
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Die
Zielinformationen werden an der Zusteigstation per Automat auf eine
Chipkarte geladen, gleichzeitig wird der Fahrtarif abgebucht.
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Diese
Chipkarte wird in der Kabine in einen Leser gesteckt, damit wird
die Kabine zur Abfahrt freigeschaltet, die Daten werden an den Zentralrechner übertragen.
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Eine
Sperrklinke wird geöffnet, über eine leichte Gefällestrecke
wir die Gondel beschleunigt, dabei werden die Türen über
Standkurve geschlossen, über eine weitere Standkurve wird
die Kabine automatisch am Zugseil angekuppelt, wo sie auf der ansteigenden
Fahrschiene über das Niveau des Systems gebracht wird.
Hier wird die Gondel vom Startseil abgekuppelt und widerum über
leichtes Gefälle und einer Einschleus-Drehweiche auf die
Fahrschiene gebracht, wo sie am Transportseil ankuppelt.
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Ein
Kabinen-Erfassungssystem stellt sicher, dass diese Gondel im „Reißverschluß-Verfahren” in das
Transportsystem eingefügt wird.
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Das
Haupt-Transportsystem transportiert die Gondel mit relativ niedriger
Geschwindigkeit von nur ca. 30 km/h.
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Die
umlaufenden Zugseilsysteme sind in Abständen über
Umlenkräder in Antriebssegmente aufgeteilt. Die Kabinen
kuppeln jeweils vor einer solchen Umlenkstation vom Zugseil ab,
mit kinetischer Energie und leichtem Gefälle rollen diese
zum folgenden Zugseil und kuppeln wieder an. An diesen Übergabestellen
erfaßt ein Schreib-Lese-Baustein die Daten der Gondel und
informiert den Zentralrechner, sodass immer der Standort der Gondel
erfaßt wird.
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Diese
Schreib-Lese-Bausteine befinden sich auch an Weichenstationen. Dort
wird die Weiche betätigt, wenn laut Fahrziel erforderlich.
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An
der Weiche kuppelt die Gondel aus, rollt mit verbleibender kinet.
Energie und Gefälle auf die neue Fahrebene und wird mit
einer Drehweiche in die neue gewünschte Fahrtrichtung weitertransportiert. Hier
ist wie auch an Haltestellen ein Kabinen-Erfassungssystem, welches
die Gondel widerum im „Reißverschlußverfahren” in
die neue Fahrstrecke einfügt.
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Vor
dem Zielort wird die Kabine wiederum von einem Schreib-Lese-Baustein
erfaßt und wie bei Weichen zur Zielhaltestelle abgeleitet.
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Die
entkuppelte Gondel rollt über Gefälle zur Halteposition,
wird automatisch abgebremst und gestoppt. Die Türen werden
wieder über Standkurven geöffnet. Mit Entnahme
der Chipkarte und nach Verlassen der Kabine, rollt diese auf einer
Pufferstrecke zur Zusteigposition. Somit stehen immer mehrere Gondeln
an der Haltestelle bereit.
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Der
Zentralrechner kann über das Programm immer dafür
sorgen, dass an den Stationen immer ausreichen Leerkabinen zur Verfügung
stehen – ein Ausgleich erfolgt über Leergondeltransporte,
die vom Zentralcomputer gesteuert werden. Die Stationen sind ausgestattet
mit Ein- und Ausstieg-Positionen und den entsprechenden Sicherheitsschranken, Leerkabinen-Puffer,
Chipkartenautomat zur Datenerfassung, steuerbarer Video-Überwachungskamera zur
zentralen Leitstelle
und Gegensprechanlage zur Leitstelle.
Damit ist für den Stationsbetrieb keinerlei Personal erforderlich.
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Die
Gondeln haben keinerlei Automatik, Antriebs- oder Steuerungstechnik,
weil alles vom System extern oder über Standkurven betätigt
und gesteuert wird. Das einzige Steuerungssystem der Kabine ist
der Chipkartenleser und der damit verbundene Infomationsaustausch über
Schreib-Lese-Baustein zur zentralen Leitstelle. Die Spannungsversorgung
erfolgt über sektionale Schleifkontakte an den Erfassungsstellen
(eventuell auch drahtlos über Sendebausteine)
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Die
Kabinen selbst sind einfachst ausgeführt. Alu-Tragkonstruktion,
pendelnd aufgehängt an Tandem-Fahrgestell mit Stoßdäpfern
zur Kompensation der Pendelbewegungen, 2 Sitzplätze (nur
Kunststoffschalen), Kunststoff-Verkleidung.
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Ohne
Beleuchtung, ohne Heizung, Notsignalknopf, der dieses Signal am
nächsten Lesemodul absetzt – im Notfall wird die
Gondel an der nächsten Station ausgeleitet.
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Das
Fahrschienen-System besteht aus zwei Profilschienen (für
Vor- und Rücklauf) aus ca. 3 mm Stahlblech verzinkt (ähnlich
Leitplanken), welches auf Stützpfeilern mit T-Trägern
montiert ist. Stützpfeilerabstand ist je nach örtlichen
Bedingungen ca. 30–50 m.
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Diese
Abstände sind etwa auch die Abstände der fahrenden
Kabinen, sodaß die Belastungen bei einem max. Kabinengewicht
von ca 250 kg eine relativ leichte und filigrane Bauart ermöglicht.
Trägersystem für Zugseil, Umlenkrollen und elektromotorische
Antriebe sind hier integriert.
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Bei
einer Stützpfeilerhöhe von etwa 6,5 m ist der
Bodenabstand ca. 4 m. Damit befindet sich das System außerhalb
bestehender Verkehrswege.
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Zusammenfassung
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Es
wird ein Beförderungssystem, inbesondere Personenbeförderungssystem
mit einem starren Tragschienennetz vorgeschlagen, auf welchem Beförderungsgondeln
mit einem Fassungsvermögen von beispielsweise zwei Personen
individuell zu vielerlei Zielorten verfahrbar sind.
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Einander überkreuzende
bzw. unterkreuzende Tragschienenpaare für Vorwärtsrichtung
und Rückwärtsrichtung sind über gekrümmte
Aufstiegs- bzw. Gefällestrecken und Einleitweichen sowie
Ausleitweichen beliebig miteinander verbindbar, wobei insbesondere
je eine Einleitweiche und eine benachbarte Ausleitweiche zu einer
Drehweichenanordnung vereinigt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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