DE102014009978A1

DE102014009978A1 - Magnetbahn-Spurverzweigung ohne bewegliche Weiche

Info

Publication number: DE102014009978A1
Application number: DE102014009978.4A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Tang
Original assignee: Deutsche Magnetbahn Initiative AG; Magnetbahn Initiative AG Deutsche
Current assignee: Deutsche Magnetbahn Initiative AG; Magnetbahn Initiative AG Deutsche
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2016-01-07

Abstract

Die Magnetbahn Transrapid-Technik hat wie bei der traditionellen Eisenbahn eine bewegliche Weiche, nur dass diese aus einem Stahlkörper besteht, der bei Richtungsänderung gebogen wird (s. Zeichnung Nr. 1) Nachteil dieser Technik ist, dass der nachfolgende Zug die Zeitdauer der Weichenverstellung berücksichtigen muss. Außerdem ist ein ausreichender Sicherheitsabstand für den nachfolgenden Zug einzuhalten. Es muss dabei ausreichend Zeit vorhanden sein, um auch bei Problemen bei der Weichenstellung – insbesondere beim Verlauf der Weichenumstellung – den nachfolgenden Zug noch rechtzeitig anzuhalten. Das alles verhindert eine rasche Zugfolge. Bei der Magnetbahn-Spurverzweigung ohne bewegliche Weiche wird eine rasche Zugfolge dadurch ermöglicht, dass die Magnetbahn bei der Spurverzweigung die Umklammerung des Fahrwegs und damit Antrieb, Tragen und Führen des Fahrzeugs verlässt und auf ein anderes mechanisches oder magnetisches System umstellt. Damit sind die nachfolgenden Magnetfahrzeuge, wenn sie auf der ursprünglichen Spur verbleiben von der Spurverzweigung des vorherfahrenden Fahrzeugs nicht betroffen. Die Spurverzweigung ohne bewegliche Weiche wird durch ein mechanisches System ermöglicht, das in den Zeichnungen Nr. 2 bis 5 schematisch dargestellt wird.

Description

Der Stand der Magnetbahntechnik nach dem Transrapid-System kann mit einem normalen Elektromotor verglichen werden. Statt der rotierenden Bewegung wird jedoch beim synchronen Langstator-Linearmotor eine geradlinige Bewegung durch ein magnetisches Wanderfeld im Fahrweg erzeugt. Das Tragen und Führen erfolgt durch bordeigene Energieversorgung über Batterien, die während der Fahrt berührungsfrei durch Lineargeneratoren geladen werden. Ab ca. 100 km/h kann dabei soviel Energie erzeugt werden, wie zum Tragen und Führen (ca. 1 kW/h) verbraucht wird. Auch wenn der Antrieb während der Fahrt einmal ausfallen sollte, ist die Magnetbahn in der Lage, selbständig schwebend den nächsten Nothalt zu erreichen. Der Antrieb des Fahrzeugs erfolgt durch ein magnetisches Wanderfeld in der Langstatorwicklung am Fahrweg. Das Schwebegestell umgreift dabei den Fahrweg. Das Tragen, Führen und Antreiben erfolgt berührungsfrei und magnetisch von unten und seitlich mit einem Luftspalt von ca. 10 mm zum Fahrweg. Durch Umpolen des magnetischen Wanderfeldes im Fahrweg wird aus dem Antrieb eine berührungsfreie Bremse (s. Zeichnung Nr. 1 und 2). Die Geschwindigkeit vom Stillstand bis 500 km/h wird vollautomatisch durch eine Betriebszentrale gesteuert. Das berührungsfreie Schweben sorgt für geringen Verschleiß und damit für geringe Unterhaltskosten. Die hohe Steigfähigkeit von 10% und die engen Kurvenradien sorgen für eine günstige Anpassung an die vorhandene Infrastruktur und Natur. Für die Spurverzweigung wird eine Biegeweiche aus Stahl verwendet, die das natürliche Biegeverhalten von Stahl nutzt, um von der Geradeausfahrt zur Abbiegefahrt zu gelangen (s. Zeichnung Nr. 5). Die Zeichnung Nr. 3 zeigt einen Grundstück sparenden vierspurigen Fahrweg für Güterbeförderung. Dieser Fahrweg kann später zu einem achtspurigen Fahrweg ausgebaut werden, der als Magnetschnellbahn auch für Geschwindigkeiten bis zu 500 km/h für die Personenbeförderung genutzt werden kann.
Verkehrspolitisch ist besonders der zunehmende Güterfernverkehr auf den Autobahnen ein ungelöstes Problem. Die Autobahnen werden durch die LKWs zunehmend verstopft, und auch der Güterbahnverkehr ist mit den vorhandenen Kapazitäten, die nur schwer – auch wegen des Widerstands in der Bevölkerung – zu erweitern sind. Außerdem hat der Güterbahnverkehr die Notwendigkeit, dass nicht einzelne Güterwagen wie beim LKW-Verkehr auf den Weg gebracht werden können, sondern in der Regel viele Güterwagen zu einem Güterzug zusammengestellt werden müssen. Ein LKW ist dagegen, was Schnelligkeit, Flexibilität, Pünktlichkeit und Komfort angeht, der Eisenbahn weit überlegen. Die Eisenbahn transportiert heute keine Stückgüter mehr, sondern lediglich Massengüter wie Stahl und Kohle.
Im Gegensatz zur Eisenbahn hat die Magnetbahn ihren Antrieb im Fahrweg und kann damit einzelne Magnetbahnfahrzeuge ohne eigenen Antrieb durch ihr magnetisches Wanderfeld bewegen. Für den Güterfernverkehr ist die Magnetbahn deshalb besonders geeignet, weil sie auch einzelne Container transportieren kann. Wenn die Gütermagnetbahn mit einem Fahrweg ausgestattet wird, der mit einem konstanten 50 Hertz Normalstrom versorgt wird, dann haben alle Gütermagnetbahnfahrzeuge die gleiche Geschwindigkeit von ca. 100 km/h. Werden dann einzelne Container auf den Weg gebracht, bleiben die Abstände zu den übrigen Fahrzeugen auf der Magnetbahntrasse unverändert. Man könnte mit dem Stand der Technik heute schon mit einer solchen Magnetbahn Güter deutlich flexibler und schneller als mit der Eisenbahn transportieren. Wenn man aber eine mit dem LKW auf der Autobahn vergleichbare Fahrzeugdichte und Flexibilität hinsichtlich einer Richtungsänderung erreichen will, kann dies nur durch eine Magnetbahn-Spurverzweigung ohne bewegliche Weichen erreicht werden. Die Magnetbahn Transrapid-Technik hat heute wie bei der traditionellen Eisenbahn eine bewegliche Weiche, nur dass diese aus einem Stahlkörper besteht, der bei Richtungsänderung gebogen wird (s. Zeichnung Nr. 5). Nachteil dieser Technik ist, dass der nachfolgende Zug die Zeitdauer der Weichenverstellung berücksichtigen muss. Außerdem ist ein ausreichender Sicherheitsabstand für den nachfolgenden Zug einzuhalten. Es muss außerdem dabei ausreichend Zeit vorhanden sein, um auch bei Problemen bei der Weichenstellung – insbesondere beim Verlauf der Weichenumstellung – den nachfolgenden Zug noch rechtzeitig anzuhalten. Das alles verhindert eine rasche Zugfolge.
Bei der Magnetbahn-Spurverzweigung ohne bewegliche Weiche wird eine rasche Zugfolge dadurch ermöglicht, dass die Magnetbahn bei der Spurverzweigung die Umklammerung des Fahrwegs und damit Antrieb, Tragen und Führen des Fahrzeugs verlässt und auf ein anderes mechanisches oder magnetisches System umstellt. Damit sind die nachfolgenden Magnetfahrzeuge, wenn sie auf der ursprünglichen Spur verbleiben, von der Spurverzweigung des vorherfahrenden Fahrzeugs nicht betroffen. Die Spurverzweigung ohne bewegliche Weiche wird durch ein mechanisches System ermöglicht, das in den Zeichnungen Nr. 2 bis 5 schematisch dargestellt ist. Das Grundprinzip besteht also darin, die Magnetbahn auf ein zweites Antriebs-, Trag- und Führsystem umzustellen, die Umklammerung des Fahrwegs zu lösen und zwischen Fahrzeug und vorherigen Fahrweg einen solchen Abstand zu bringen, dass nachfolgende Fahrzeuge nicht behindert werden. In den Zeichnungen 5 bis 13 werden zwei Verfahren dargestellt, die eine Magnetbahn-Spurverzweigung ohne bewegliche Weichen darstellen.
Der Ablauf der Spurverzweigung wird im Einzelnen in den Patentansprüchen und den Zeichnungen 5 bis 13 dargestellt.
Durch eine hohe Fahrzeugfolge kann das System auch für ein hohes Verkehrsaufkommen bei der Personenbeförderung in Ballungsgebieten eingesetzt werden. Es wird in diesem Zusammenhang auf die Offenlegungsschrift 2419448 vom 30.10.1975 über „Die autolose Stadt” verwiesen.

Claims

Magnetbahn Spurverzweigung ohne bewegliche Weichen für die Güter- und Personenbeförderung dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Spurverzweigung der Antrieb, das Tragen und Führen des Magnetbahnfahrzeugs auf ein anderes mechanisches oder magnetisches System für Antrieb, Tragen und Führen umgestellt wird.
Spurverzweigung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass seitlich integrierte Räder zum Tragen des Magnetbahnfahrzeugs ausgefahren werden können.
Spurverzweigung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die in Anspruch 2 ausgefahrenen Räder in eine seitlich gesicherte Spur gebracht werden, um die Fliehkräfte bei der Spurverzweigung aufzunehmen.
Spurverzweigung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Räder nach Anspruch 2 für die Spurverzweigung durch die im Fahrzeug vorhandenen Batterien elektrisch angetrieben werden.
Spurverzweigung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Räder nach Anspruch 2 für die Spurverzweigung durch eine Stromschiene und einen Stromabnehmer für den Antrieb mit Strom versorgt werden.
Spurverzweigung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Räder in der Spur nach Anspruch 3 nach oben geführt werden, um den nachfolgenden Fahrzeugen genügend Raum nach oben zu lassen, damit ihre Weiterfahrt nicht durch das abzweigende Fahrzeug behindert wird.
Spurverzweigung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Räder in der Spur nach Anspruch 3, nachdem sie die nach Anspruch 6 notwendige Höhe erreicht haben, den ursprünglichen Fahrweg nach rechts oder links überqueren.
Spurverzweigung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Überquerung nach Anspruch 7 auch dadurch erreicht werden kann, dass die Räder das Fahrzeug nicht nach oben fahren, sondern der ursprüngliche Fahrweg nach unten geführt wird, um den notwendigen Raum für die Abzweigung zu bekommen. Das Fahrzeug kann dabei die gleiche Richtung beibehalten.
Spurverzweigung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetbahnfahrzeug nach Abschluss des Abzweigungsvorgangs in umgekehrter Reihenfolge in das ursprüngliche magnetische Antriebs-, Führ- und Tragsystem überführt wird.
Spurverzweigung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass nach der Variante B der Antrieb, Tragen und Führen von mindestens 3 seitlich auszufahrenden Rädern rechts oder links und von mindestens 3 auf der jeweils anderen Fahrzeugseite nach unten auszufahrenden Rädern vorhanden sind. Die Führung wird von den seitlich ausgefahrenen Rädern durch eine gesicherte Spur übernommen. Um die anfallenden Fliehkräfte aufzunehmen, können die seitlichen Spurräder auch in einer Spur rollen, die ein Rollen der Räder senkrecht zum Fahrzeug ermöglicht.
Spurverzweigung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es notwendig ist, die Magnetbahn auf dem gesamten Fahrweg mit der gleichen Geschwindigkeit zu bewegen. Es eignet sich für den Antrieb hierfür der Normalstrom mit seinen 50 Hertz, der einer Geschwindigkeit für das Magnetbahnfahrzeug von ca. 100 km/h entspricht. Der Normalstrom mit seinen 50 Hertz erzeugt im Fahrweg ein magnetisches Wanderfeld, das alle Fahrzeuge mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt.
Spurverzweigung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrbetrieb nach Anspruch 11 besonders für den europäischen Güterfernverkehr, aber ebenso mit einem europäischen Magnetschnellbahnverkehr kombiniert mit einem Magnetbahnsystem nach den Ansprüchen 1 bis 11 möglich ist, der auch einen über- und unterirdischen Personen- und Güterverkehr im regionalen Bereich ermöglichen kann.