DE102019120425A1

DE102019120425A1 - Electromobile transport system

Info

Publication number: DE102019120425A1
Application number: DE102019120425.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2021-02-04

Abstract

Verkehrssystem mit elektrisch angetriebenen Fahrzeugen (10) und einem Streckennetz mit Fahrbahnen (14), die sich an Weichen (60) verzweigen, dadurch gekennzeichnet, dass jede Fahrbahn (14)- eine dem Verlauf der Fahrbahn (14) folgende Fahrleitung (28) zur Einspeisung von elektrischer Energie in die auf der Fahrbahn (14) fahrenden Fahrzeuge (10) und- eine dem Verlauf der Fahrbahn (28) folgende Leitspur (22) aufweist, wobei sich an den Weichen (60) auch die Leitspur (22) verzweigt, und dass jedes Fahrzeug (10) aufweist:- ein Sensorsystem (24) zur Erfassung der Leitspur (22) und- ein aktives Lenksystem (18) zur Regelung der Querbewegung des Fahrzeugs auf die Leitspur (22), wobei am Sensorsystem (24) oder am Lenksystem (18) einstellbar ist, welchem Zweig der Leitspur (22) das Fahrzeug an einer Weiche folgt.Traffic system with electrically powered vehicles (10) and a route network with lanes (14) which branch off at points (60), characterized in that each lane (14) - a catenary (28) following the course of the lane (14) for Feeding electrical energy into the vehicles (10) traveling on the roadway (14) and - having a guide track (22) following the course of the roadway (28), the guide track (22) also branching at the switches (60), and that each vehicle (10) has: - a sensor system (24) for detecting the guide track (22) and - an active steering system (18) for regulating the transverse movement of the vehicle on the guide track (22), with the sensor system (24) or on the steering system (18) it can be set which branch of the guide track (22) the vehicle follows at a switch.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verkehrssystem mit elektrisch angetriebenen Fahrzeugen und einem Streckennetz mit Fahrbahnen, die sich an Weichen verzweigen.The invention relates to a traffic system with electrically powered vehicles and a route network with lanes that branch off at points.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein komfortables, für Individualverkehr geeignetes elektromobiles Verkehrssystem ohne Reichweitenbegrenzung zu schaffen.The object of the invention is to create a comfortable electromobile traffic system that is suitable for individual traffic and does not have a range limitation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jede Fahrbahn

- eine dem Verlauf der Fahrbahn folgende Fahrleitung zur Einspeisung von elektrischer Energie in die auf der Fahrbahn fahrenden Fahrzeuge und
- eine dem Verlauf der Fahrbahn folgende Leitspur aufweist, wobei sich an den Weichen auch die Leitspur verzweigt,

und dass jedes Fahrzeug aufweist:

- ein Sensorsystem zur Erfassung der Leitspur und
- ein aktives Lenksystem zur Regelung der Querbewegung des Fahrzeugs auf die Leitspur, wobei am Sensorsystem oder am Lenksystem einstellbar ist, welchem Zweig der Leitspur das Fahrzeug an einer Weiche folgt.

According to the invention, this object is achieved in that each roadway

- an overhead contact line following the course of the roadway to feed electrical energy into the vehicles traveling on the roadway and
- has a lead track following the course of the carriageway, the lead track also branching at the switches,

and that each vehicle has:

- A sensor system for detecting the lead track and
- An active steering system for regulating the transverse movement of the vehicle on the guide track, it being possible to set which branch of the guide track the vehicle follows at a switch on the sensor system or on the steering system.

Das Lenksystem ist aktiv in dem Sinne, dass anders als bei herkömmlichen Schienenfahrzeugen, bei denen die Räder konische Laufflächen haben, keine mechanisch selbsttätige Spurhaltung erfolgt.The steering system is active in the sense that, unlike conventional rail vehicles, in which the wheels have conical running surfaces, there is no mechanical automatic tracking.

Zwar sind die Fahrzeuge spurgeführt, doch kann es sich bei den Fahrzeugen wahlweise um Schienenfahrzeuge oder auch um Straßenfahrzeuge handeln. Selbst wenn das Verkehrssystem als Rad/Schiene-System konzipiert ist, brauchen die Weichen keinerlei bewegliche Teile aufzuweisen. Das System ist damit besonders für Individualverkehr geeignet, weil an einer Weiche jedes Fahrzeug individuell dem eigenen Kurs folgen kann, selbst dann, wenn die Fahrzeuge in dichter Folge hintereinander fahren.Although the vehicles are track-guided, the vehicles can either be rail vehicles or road vehicles. Even if the traffic system is designed as a wheel / rail system, the switches do not need to have any moving parts. The system is therefore particularly suitable for individual traffic, because each vehicle can follow its own course at a switch, even if the vehicles are driving in close succession.

Da die Energieeinspeisung über die Fahrleitung während der Fahrt erfolgen kann, ist die Reichweite der Fahrzeuge im Prinzip unbegrenzt, und die Fahrzeuge brauchen keine Batterien mit hoher Ladekapazität mitzuführen.Since energy can be fed in via the catenary while driving, the range of the vehicles is in principle unlimited, and the vehicles do not need to carry batteries with a high charging capacity.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments and refinements of the inventive concept result from the subclaims.

Die Energieeinspeisung kann ähnlich wie bei herkömmlichen Straßenbahnen über Oberleitungen erfolgen, oder auch über Schleifkontakte im Gleisbett. Bevorzugt ist jedoch eine berührungslose induktive Energieeinspeisung, ähnlich wie bei Magnetschwebebahnen.Energy can be fed in, similar to conventional trams, via overhead lines or via sliding contacts in the track bed. However, a non-contact inductive energy supply is preferred, similar to magnetic levitation trains.

Die Fahrleitung kann Teil eines Hochspannungs-Gleichstromnetzes sein, das nicht nur zur Versorgung der Fahrzeuge, sondern auch zur Entlastung des bestehenden Stromnetzes dien kann.The overhead contact line can be part of a high-voltage direct current network, which can not only serve to supply the vehicles, but also to relieve the existing electricity network.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following, exemplary embodiments are explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen:

1 einen schematischen Querschnitt einer Straße und eines Straßenfahrzeugs für ein erfindungsgemäßes Verkehrssystem;
2 einen schematischen Querschnitt eines Gleises und eines Schienenfahrzeugs für ein Verkehrssystem gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel,
3 einen schematischen Schnitt längs der Linie III-III in 2;
4 einen schematischen Grundriss einer Weiche und eines Schienenfahrzeugs;
5 eine Schnittdarstellung analog zu längs 3, für ein Schienenfahrzeug gemäß einer anderen Ausführungsform;
6 mehrere Schienenfahrzeuge an einer Kreuzung zweier Gleise;
7 eine Ausgestaltung des Verkehrssystems als Hochbahn in einer Straßenschlucht; und
8 eine Prinzipskizze eines Systems zum Ein- und Ausschleusen von Fahrzeugen in ein Gleisnetz bzw. aus einem Gleisnetz.

Show it:

1 a schematic cross section of a road and a road vehicle for a traffic system according to the invention;
2 a schematic cross section of a track and a rail vehicle for a traffic system according to another embodiment,
3 a schematic section along the line III-III in 2 ;
4th a schematic floor plan of a switch and a rail vehicle;
5 a sectional view analogous to longitudinal 3 , for a rail vehicle according to another embodiment;
6 several rail vehicles at an intersection of two tracks;
7th an embodiment of the traffic system as an elevated railway in a street canyon; and
8th a schematic diagram of a system for the inward and outward transfer of vehicles into or out of a track network.

In 1 ist strichpunktiert der Umriss eines Fahrzeugs 10 gezeigt, in diesem Beispiel eines Straßenfahrzeugs, das mit gummibereiften Rädern 12 auf einer Fahrbahn 14 einer Straße fährt. Auf jeder Fahrzeugseite ist mindestens eines der Räder 12 unabhängig von den übrigen Rädern durch einen Elektromotor 16 antreibbar. Zur Erhöhung der Redundanz und zur Verbesserung der Traktion hat vorzugsweise jedes Rad 12 einen eigenen Elektromotor 16. Die Vorderräder sind wie bei Straßenfahrzeugen üblich durch ein hier nicht gezeigtes Lenksystem (Lenkrad und Lenkgetriebe) lenkbar. Die Elektromotoren 16 werden aus einer wiederaufladbaren Batterie B gespeist, so dass das Fahrzeug 10 über kurze Strecken und mit niedriger Geschwindigkeit, beispielsweise in Wohngebieten, wie ein übliches Elektrofahrzeug genutzt werden kann.In 1 is the outline of a vehicle in dash-dotted lines 10 shown in this example of a road vehicle with rubber-tyred wheels 12 on a roadway 14th drives a road. There is at least one of the wheels on each side of the vehicle 12 independent of the other wheels by an electric motor 16 drivable. To increase redundancy and improve traction, each wheel preferably has 12 its own electric motor 16 . As is usual with road vehicles, the front wheels can be steered by a steering system (steering wheel and steering gear) not shown here. The electric motors 16 are fed from a rechargeable battery B, so the vehicle 10 over short distances and at low speed, for example in residential areas, like a normal electric vehicle can be used.

Zusätzlich zu dem mechanischen Lenksystem ist ein aktives, differentielles Lenksystem 18 vorgesehen, das in ein Antriebssteuergerät 20 integriert ist und die Querbewegung des Fahrzeugs durch differentiellen Antrieb der linken und rechten Fahrzeugräder steuert.In addition to the mechanical steering system, there is an active, differential steering system 18th provided in a drive control unit 20th is integrated and controls the lateral movement of the vehicle by differential drive of the left and right vehicle wheels.

Auf der Oberfläche der Fahrbahn 14 sind zwei parallele, dem Verlauf der Fahrbahn folgende Leitspuren 22 angebracht. An der Unterseite des Fahrzeugs 10 sind zwei Sensoren 24 angebracht, die jeweils eine der Leitspuren 22 erfassen. Beispielsweise werden durch jeden Sensor 24 optisch die beiden Ränder der betreffenden Leitspur 22 abgetastet und die Querablage des Sensors relativ zur Leitspur gemessen. Die Querablagen werden an das Lenksystem 18 gemeldet, das das Fahrzeug so lenkt, dass die Querablage auf null geregelt wird und somit das Fahrzeug 10 automatisch den Leitspuren 22 folgt. Das mechanische Lenksystem kann wahlweise in der Geradeaus-Stellung verriegelt werden oder die Lenkvorgänge aktiv unterstützen.On the surface of the roadway 14th are two parallel lead tracks following the course of the roadway 22nd appropriate. At the bottom of the vehicle 10 are two sensors 24 attached to each one of the lead tracks 22nd to capture. For example, through each sensor 24 optically the two edges of the relevant lead track 22nd scanned and the transverse deflection of the sensor measured relative to the guide track. The cross shelves are attached to the steering system 18th reported that steers the vehicle in such a way that the lateral deposit is regulated to zero and thus the vehicle 10 automatically the lead tracks 22nd follows. The mechanical steering system can either be locked in the straight ahead position or actively support the steering process.

Die automatische Spurhaltefunktion bleibt auch dann noch funktionsfähig, wenn einer der beiden Sensoren 24 und zusätzlich auf jeder Fahrzeugseite einer der beiden Elektromotoren 16 ausfällt. Ein aus einer Backup-Batterie gespeistes Notbremssystem kann so gestaltet sein, dass es durch differentielles Bremsen der Räder ebenfalls die Lenkfunktion übernehmen kann und auch bei einem Totalausfall des Antriebs noch die Spurhaltefunktion gewährleistet.The automatic lane keeping function remains functional even if one of the two sensors 24 and one of the two electric motors on each side of the vehicle 16 fails. An emergency braking system fed by a backup battery can be designed in such a way that it can also take over the steering function through differential braking of the wheels and still guarantee the lane keeping function even in the event of a total failure of the drive.

Wenn sich an einer Straßengabelung die Leitspuren 22 jeweils in zwei Äste aufgabeln, so bestimmt eine elektronische Steuereinheit 26 des Fahrzeugs, welchem Kurs das Fahrzeug folgen soll, und gibt dazu dem Lenksystem 18 den Befehl, entweder dem rechten Rand der rechten Leitspur oder dem linken Rand der linken Leitspur zu folgen. Die sich gabelnden Leitspuren 22 fungieren somit als eine Art Weiche, die jedoch keine beweglichen Teile hat und nicht umgestellt zu werden braucht. So kann in diesem Verkehrssystem jedes Fahrzeug 10 individuell seinem eigenen Kurs folgen.When the lead tracks are at a fork in the road 22nd fork into two branches each time, this is determined by an electronic control unit 26th of the vehicle, which course the vehicle should follow, and gives the steering system 18th the command to follow either the right edge of the right lead track or the left edge of the left lead track. The forked lead tracks 22nd thus act as a kind of switch that has no moving parts and does not need to be moved. Every vehicle can do this in this traffic system 10 individually follow your own course.

In der Fahrbahn 14 ist eine elektrische Fahrleitung 28 verlegt, die dem Verlauf der Fahrbahn folgt und beispielsweise durch ein Hochspannung führendes Gleichstromkabel 30 und einen Null-Leiter 32 gebildet wird. An das Gleichstromkabel 30 und den Null-Leiter 32 ist in gewissen Längsabständen ein elektronischer Transformator 34 angeschlossen, der die hohe Gleichspannung in eine für Menschen ungefährliche Niederspannung umwandelt, nämlich eine Wechselspannung mit hoher Frequenz, die an eine dicht unter der Fahrbahnoberfläche verlegte Primärspule 36 eines induktiven Energie-Einspeisesystems angelegt wird.In the lane 14th is an electrical contact line 28 laid that follows the course of the road and, for example, through a high-voltage direct current cable 30th and a neutral conductor 32 is formed. To the DC power cable 30th and the neutral conductor 32 is an electronic transformer at certain longitudinal distances 34 connected, which converts the high DC voltage into a low voltage that is harmless to humans, namely an AC voltage with a high frequency, which is applied to a primary coil laid close to the road surface 36 an inductive energy feed system is applied.

An der Unterseite des Fahrzeugs 10 ist gegenüberliegend zu der Primärspule 36 eine Sekundärspule 38 angeordnet, die eine größere Windungszahl als die Primärspule 36 hat, so dass eine Sekundärspannung induziert wird, die der Betriebsspannung (z.B. 400 V) der Elektromotoren 16 entspricht. Die Sekundärspannung wird in bekannter Weise gleichgerichtet, in einem Kondensatorsystem geglättet und dann in der wiederaufladbaren Batterie B gepuffert, die die Elektromotoren speist.At the bottom of the vehicle 10 is opposite to the primary coil 36 a secondary coil 38 arranged having a larger number of turns than the primary coil 36 has so that a secondary voltage is induced that corresponds to the operating voltage (e.g. 400 V) of the electric motors 16 corresponds. The secondary voltage is rectified in a known manner, smoothed in a capacitor system and then buffered in the rechargeable battery B, which feeds the electric motors.

Die Sekundärspule 38 kann sich in Fahrzeuglängsrichtung über eine deutlich größere Länge erstecken als die Primärspule 36 und kann beispielsweise mehrere in Längsrichtung versetzte und einander überlappende Wicklungspakete aufweisen, die, wenn das Fahrzeug 10 die Primärspule 36 überfährt, nacheinander aktiviert werden, so dass die Energieeinkopplung jeweils über das Wicklungspaket erfolgt, das mit der Primärspule fluchtet.The secondary coil 38 can extend in the longitudinal direction of the vehicle over a significantly greater length than the primary coil 36 and can, for example, have a plurality of longitudinally offset and overlapping winding stacks, which when the vehicle 10 the primary coil 36 overrun, are activated one after the other so that the energy is coupled in via the winding package that is aligned with the primary coil.

Die Steuereinheit 26 enthält ein Positionserkennungssystem (GPS oder ggf. auch ein Lesekopf für Streckenmarkierungen auf oder in der Fahrbahn 14), das nicht nur zur Navigation des Fahrzeugs dient, sondern auch dazu, die längs der Fahrbahn 14 verteilten Transformatoren 34 bedarfsgerecht zu aktivieren. Dazu kommuniziert das Steuergerät über ein Kommunikationssystem 40, beispielsweise drahtlos über das Internet oder über ein separates Netz, mit Streckenrechnern 42, die die Aktivität der Transformatoren 34 steuern.The control unit 26th contains a position detection system (GPS or possibly a reading head for route markings on or in the roadway 14th ), which not only serves to navigate the vehicle, but also to navigate along the road 14th distributed transformers 34 to be activated as required. To do this, the control unit communicates via a communication system 40 , for example wirelessly over the Internet or over a separate network, with route computers 42 showing the activity of transformers 34 Taxes.

2 zeigt ein Verkehrssystem gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel, mit einem Fahrzeug 10', das als Schienenfahrzeug ausgebildet ist und auf einer Fahrbahn 14' in der Form eines Gleises mit zwei Schienen 44 fährt. 2 shows a traffic system according to a modified embodiment, with a vehicle 10 ' , which is designed as a rail vehicle and on a roadway 14 ' in the form of a track with two rails 44 moves.

Der Aufbau und die Funktionsweise des Fahrzeugs 10' sind sinngemäß die gleiche wie bei dem zuvor beschriebenen Fahrzeug 10. Auch die Energieeinspeisung erfolgt nach dem gleichen Prinzip, ist hier jedoch redundant ausgelegt, mit zwei Gleichstromkablen 30, die jeweils gut isoliert und gegen mechanische Einwirkungen geschützt unter dem Schienenfuß jeder der beiden Schienen verlegt sind. Ein gemeinsamer Null-Leiter ist hier nicht gezeigt.The structure and functioning of the vehicle 10 ' are the same as in the vehicle described above 10 . The energy supply is also carried out according to the same principle, but is designed redundantly here, with two DC cables 30th , which are each well insulated and protected against mechanical influences, laid under the rail foot of each of the two rails. A common neutral conductor is not shown here.

Die Primär- und Sekundärspulen 36, 38 sind paarweise angeordnet und jeweils durch ein Joch 46, 48 verbunden, so dass ein geschlossener magnetischer Kreis gebildet wird. Die beiden Primärspulen 36 können aus jedem der beiden Transformatoren 34 gespeist werden, so dass eine hohe Ausfallsicherheit erreicht wird.The primary and secondary coils 36 , 38 are arranged in pairs and each with a yoke 46 , 48 connected so that a closed magnetic circuit is formed. The two primary coils 36 can from either of the two transformers 34 be fed, so that a high level of reliability is achieved.

Unter dem Schienenfuß jeder Schiene 44 sind in gewissen Abständen mechanische oder elektromechanische oder hydraulische Verstelleinheiten 50 angeordnet, mit denen sich die Schienen schnell und einfach nivellieren und seitlich ausrichten lassen, so dass ein hoher Fahrkomfort erreicht wird. Beispiele für solche Verstelleinheiten werden in WO 02/063099 A1 beschrieben.Under the foot of each rail 44 are mechanical, electromechanical or hydraulic adjustment units at certain intervals 50 arranged with which the rails can be quickly and easily leveled and laterally aligned so that a high level of driving comfort is achieved. Examples of such adjustment units are given in WO 02/063099 A1 described.

Die Leitspuren werden in diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar durch die Köpfe der beiden Schienen 44 gebildet, was auch den Einsatz magnetischer Sensoren (in 2 nicht gezeigt) für die Spurregelung ermöglicht.In this exemplary embodiment, the lead tracks are formed directly by the heads of the two rails 44 formed, which also includes the use of magnetic sensors (in 2 not shown) for tracking control.

Die Schienen 44 sind beispielsweise in die Fahrbahndecke einer Straße eingebettet, und da die in diesem Verkehrssystem benutzen Fahrzeuge 10' (maximal von der Größe eines Lieferwagen oder Kleinbusses, Gesamtgewicht < 7,5 t, vorzugsweise < 4 t) nur ein geringes Gewicht haben, kann der Schienenunterbau unmittelbar durch die Packlage der Straße gebildet werden.The rails 44 are embedded in the pavement of a street, for example, and the vehicles used in this traffic system are there 10 ' (at most the size of a delivery van or minibus, total weight <7.5 t, preferably <4 t) only have a low weight, the rail substructure can be formed directly by the packing position of the road.

Die Köpfe der Schienen 44 sind auf beiden Seiten von Rillen 52 flankiert. An der Unterseite des Fahrzeugs 10' sind, wie im Prinzip von Straßenbahnen bekannt ist, Magnetschienenbremsen 54 angeordnet, die jeweils mit einem U-förmigen Sicherungsbügel 56 den Schienenkopf übergreifen. Die Sicherungsbügel 56 greifen mit ihren parallelen Schenkeln auch dann in die Rillen 52 ein, wenn die Magnetschienenbremsen nicht aktiv sind, gestatten es jedoch, dass sich die Basis des Sicherungsbügels auf den Schienenkopf legen kann und Reibung erzeugt, wenn die Bremse ausgelöst wird. Die Sicherungsbügel 56 haben eine ähnliche Funktion wie bei herkömmlichen Schienenfahrzeugen der Spurkranz. Sie halten das Fahrzeug 10' mechanisch in der Spur, falls die Querregelung versagt. Allerdings sind die Sicherungsbügel so am Fahrzeug aufgehängt, so dass sie vor Erreichen einer Weiche eingezogen werden können.The heads of the rails 44 are on both sides of grooves 52 flanked. At the bottom of the vehicle 10 ' are, as is known in principle from trams, magnetic rail brakes 54 arranged, each with a U-shaped safety bracket 56 overlap the rail head. The safety bracket 56 then also grip the grooves with their parallel legs 52 when the magnetic rail brakes are not active, however, allow the base of the safety bracket to rest on the rail head and create friction when the brake is released. The safety bracket 56 have a similar function to the wheel flange on conventional rail vehicles. You hold the vehicle 10 ' mechanically on track if lateral control fails. However, the safety brackets are hung on the vehicle so that they can be retracted before reaching a switch.

In 3 ist ein Abschnitt einer der Rillen 52 im Einfahrtbereich einer Weiche gezeigt. Die Rille läuft hier in einer Rampe 58 aus. Wenn der Einzugsmechanismus für den Sicherungsbügel 56 ausfällt, läuft der nachgiebig aufgehängte Sicherungsbügel auf die Rampe 58 auf, und der Bügel wird nach oben gedrückt, so dass er aus der Rille 52 austritt und das Fahrzeug die Weiche überfahren kann. Hinter der Weiche senken sich die Rillen 52 wieder ab, so dass die Sicherungsbügel wieder ihre Funktion übernehmen können.In 3 is a section of one of the grooves 52 shown in the entrance area of a switch. The groove here runs in a ramp 58 out. When the retraction mechanism for the safety bracket 56 fails, the resiliently suspended safety bracket runs onto the ramp 58 and the bracket is pushed upwards so that it is out of the groove 52 exits and the vehicle can drive over the switch. The grooves sink behind the switch 52 again so that the safety brackets can take over their function again.

In einer anderen Ausführungsform können die Sicherungsbügel so gestaltet sein, dass ihre parallelen Schenkel unabhängig voneinander eingezogen bzw. nach oben gedrückt werden können. In dem Fall bleibt die Sicherungsfunktion auch beim Durchfahren der Weiche erhalten, da mindestens einer der Schenkel ständig in einer Rille in Eingriff bleibt. Zum Beispiel zeigt 4 eine Weiche 60 mit einer durchgehend ausgebildeten Rille 52a auf der rechten Seite der nach rechts abzweigenden rechten Schiene und einer ebenfalls durchgehend ausgebildeten Rille 52b auf der linken Seite der geradeaus verlaufenden linken Schiene. Wenn das Fahrzeug dem nach rechts abzweigenden Gleis folgt, bleibt der rechte Schenkel des rechten Sicherungsbügels in der Rille 52a geführt. Fährt das Fahrzeug geradeaus, bleibt der linke Schenkel des linken Sicherungsbügels in der Rille 52b geführt.In another embodiment, the securing brackets can be designed so that their parallel legs can be drawn in or pushed upwards independently of one another. In this case, the safety function is retained even when passing through the switch, since at least one of the legs remains permanently engaged in a groove. For example shows 4th a switch 60 with a continuously formed groove 52a on the right side of the right rail branching off to the right and a groove that is also continuously formed 52b on the left side of the straight left rail. When the vehicle follows the track branching off to the right, the right leg of the right safety bracket remains in the groove 52a guided. If the vehicle drives straight ahead, the left arm of the left safety bracket remains in the groove 52b guided.

Die Rillen können auch in den Schienenkopf integriert oder so gestaltet sein, dass auch die äußere Flanke der Rille dem Sicherungsbügel Führung geben kann.The grooves can also be integrated into the rail head or designed in such a way that the outer flank of the groove can also provide guidance for the securing bracket.

In 3 und 4 sind auch die Sensoren 24 gezeigt, die hier jeweils die Kante des Schienenkopfes abtasten, die der durchgehenden Rille 52a bzw. 52b zugeordnet ist. Die Sensoren sind möglichst weit vor den vorderen Rädern 12 angeordnet, damit bei der Einfahrt in eine Kurve oder Weiche die Regelverzögerung beherrscht werden kann.In 3 and 4th so are the sensors 24 shown, which here each scan the edge of the rail head, that of the continuous groove 52a or. 52b assigned. The sensors are as far in front of the front wheels as possible 12 arranged so that the control delay can be controlled when entering a curve or switch.

In 4 sind auch mehrere Paare der Primärspulen 36 zu erkennen. Die Abstände zwischen diesen Paaren können geländeabhängig variieren. Beispielsweise können die Abstände auf Steigungsstrecken oder bei der Ausfahrt aus Kurven kürzer sein, damit pro Zeiteinheit mehr Energie für den Antrieb bzw. die Beschleunigung des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt wird und die Batterie B weniger schnell entladen wird. Die Batterie braucht dann nur eine geringe Speicherkapazität zu haben.In 4th are also several pairs of the primary coils 36 to recognize. The distances between these pairs can vary depending on the terrain. For example, the distances on inclines or when exiting curves can be shorter so that more energy is made available for driving or accelerating the vehicle per unit of time and the battery B is discharged less quickly. The battery then only needs to have a small storage capacity.

Obgleich es sich bei dem Fahrzeug 10' primär um ein Schienenfahrzeug handelt, ist in 2 und 3 für die Vorderräder dieses Fahrzeugs auch ein mechanisches Lenksystem 62 mit einem Lenkrad 64 und einem Lenkgetriebe 66 gezeigt. 2 zeigt außerdem eine Servoeinheit 68 zur Betätigung dieses Lenksystems 62. Die Servoeinheit kann z.B. die Spurhaltefunktion des differentiellen Lenksystems 18 unterstützen, um die Regelverzögerungen klein zu halten.Although it is the vehicle 10 ' is primarily a rail vehicle is in 2 and 3 a mechanical steering system for the front wheels of this vehicle 62 with a steering wheel 64 and a steering gear 66 shown. 2 also shows a servo unit 68 to operate this steering system 62 . The servo unit can, for example, perform the lane keeping function of the differential steering system 18th support to keep control delays small.

Vor allem ermöglicht es das Lenksystem 62 jedoch, das Fahrzeug 10' auch abseits des Schienennetzes auf der Straße zu benutzen. Mit den Rädern 12, die beispielsweise Vollgummireifen haben können, und mit der Batterie B lässt sich das Fahrzeug 10' über kurze Strecken auch auf der Straße fahren, beispielsweise in Gebieten, in denen der Ausbau des Schienennetzes noch nicht abgeschlossen ist. Ebenso kann das Fahrzeug in Innenstädten auch abseits des Gleises geparkt werden, so dass der Durchgangsverkehr auf dem Gleis nicht aufgehalten wird.Above all, the steering system enables it 62 however, the vehicle 10 ' can also be used on the road away from the rail network. With the wheels 12 , which can have solid rubber tires, for example, and with the battery B the vehicle 10 ' Also drive on the road over short distances, for example in areas where the expansion of the rail network has not yet been completed. The vehicle can also be parked away from the track in city centers so that through traffic is not stopped on the track.

5 zeigt eine Variante eines Schienenfahrzeugs 10" für ein Verkehrssystem, bei dem die Primärspulen durch im Gleisbett liegende Kontaktplatten 36' ersetzt sind, an die eine niedrige Gleichspannung angelegt werden kann. Die Sekundärseite des Einspeisungssystems ist ersetzt durch Stromabnehmer 48' mit Schleifkontakten 38'. Die Gleichspannung wird dann Fahrzeugseitig durch einen elektronischen Transformator auf die Betriebsspannung der Batterie B hochtransformiert. 5 shows a variant of a rail vehicle 10 " for a transport system in which the Primary coils through contact plates lying in the track bed 36 ' are replaced to which a low DC voltage can be applied. The secondary side of the feed system is replaced by pantographs 48 ' with sliding contacts 38 ' . The DC voltage is then stepped up to the operating voltage of battery B by an electronic transformer on the vehicle side.

Weiterhin ist in 5 eine Beispiel einer Magnetschienenbremse dargestellt, bei der die parallelen Schenkel von Sicherungsbügeln 56' unabhängig voneinander bewegbar und einziehbar an Lenkern 70 aufgehängt sind.Furthermore, in 5 an example of a magnetic rail brake is shown in which the parallel legs of safety brackets 56 ' independently movable and retractable on handlebars 70 are hung.

6 zeigt eine Kreuzung 72 zweier Gleise 74 und 76. Das Verkehrsnetz besteht in diesem Beispiel ausschließlich aus „Einbahnstraßen“. Das Gleis 74 ist nur für eine Fahrtrichtung A vorgesehen und das Gleis 76 nur für eine Fahrtrichtung B. Eine Weiche 78 und ein Abbiegegleis 80 erlauben ein Abbiegen nur nach rechts. Der Kreuzung 72 ist ein Streckenrechner 82 zugeordnet, der nicht nur die Stromversorgung der Fahrzeuge steuert, sondern auch als eine Art elektronische Ampel den Verkehr an der Kreuzung 72 regelt. Die Einfahrt in die Kreuzung wird nur auf Anforderung gesperrt, also nur dann, wenn sich auf dem feindlichen Gleis wirklich ein Fahrzeug nähert. Außerdem gibt der Rechner automatisch Sollgeschwindigkeiten für die Fahrzeuge vor. Diese Sollgeschwindigkeiten werden nach einem Algorithmus so berechnet, dass möglichst auf jedem Gleis „grüne Welle“ besteht und die Fahrzeitverluste für alle beteiligten Fahrzeuge minimiert werden. 6 shows an intersection 72 two tracks 74 and 76 . In this example, the transport network consists exclusively of “one-way streets”. The track 74 is only intended for one direction of travel A and the track 76 only for one direction of travel B. One switch 78 and a turning track 80 only allow a right turn. The intersection 72 is a route calculator 82 which not only controls the power supply for the vehicles, but also acts as a kind of electronic traffic light for the traffic at the intersection 72 regulates. The entrance to the intersection is only blocked on request, i.e. only if a vehicle is actually approaching on the enemy track. In addition, the computer automatically specifies target speeds for the vehicles. These target speeds are calculated using an algorithm in such a way that, if possible, there is a “green wave” on every track and the loss of travel time for all vehicles involved is minimized.

Auf dem Gleis 74 sind in dem Abschnitt, der vor der Kreuzung 72 liegt, mehrere Fahrzeuge durch die Streckenrechner elektronisch zu einem „Zug“ 84 zusammengekoppelt worden, so dass die Abstände zwischen diesen Fahrzeugen nur noch in der Größenordnung von einigen Zentimetern liegen. Die Abstandsregelung kann dabei durch den Streckenrechner 82 erfolgen und/oder auch durch autonome Regler in den Schienenfahrzeugen 10', beispielsweise auf der Basis von Signalen von Ultraschallsensoren oder anderen Abstandssensoren. Bei einer Fahrgeschwindigkeit von beispielsweis 15 m/s lässt sich so die Zeitlücke von Fahrzeug zu Fahrzeug von heute 1,5 bis 2 s auf 1/3 s reduzieren. Das hat den Vorteil, dass die maximale Anzahl der Fahrzeuge, die in einer „Grünphase“ von z.B. 30 s die Kreuzung 72 passieren können, von heute 15 Fahrzeugen auf 90 Fahrzeuge zunimmt. Damit kann das Verkehrsnetz bei gleicher Anzahl der Fahrspuren das Sechsfache des heutigen Verkehrsaufkommens bewältigen, oder bei Halbierung der Anzahl der Fahrspuren immer noch das Dreifache.On the track 74 are in the section before the intersection 72 is, several vehicles have been electronically coupled together by the route computer to form a "train" 84, so that the distances between these vehicles are only on the order of a few centimeters. The distance control can be done by the route computer 82 take place and / or by autonomous controllers in the rail vehicles 10 ' , for example on the basis of signals from ultrasonic sensors or other distance sensors. At a driving speed of 15 m / s, for example, the time gap from vehicle to vehicle can be reduced from 1.5 to 2 s today to 1/3 s. This has the advantage that the maximum number of vehicles that pass the intersection in a "green phase" of, for example, 30 s 72 can happen, increasing from 15 vehicles today to 90 vehicles. This means that the traffic network can handle six times the current traffic volume with the same number of lanes, or three times as much if the number of lanes is halved.

Wenn ein Fahrzeug an der Weiche 78 ausscheren will, teilt es diese Absicht über das Kommunikationsnetz den vorausfahrenden und nachfolgenden Fahrzeugen und dem Streckenrechner 82 mit. Die vorderen Fahrzeuge des Zuges 84 einschließlich des ausscherenden Fahrzeugs werden vorübergehend beschleunigt und die nachfolgenden Fahrzeuge verzögert, so dass hinter dem ausscherenden Fahrzeug eine Lücke entsteht. Danach kann das ausscherende Fahrzeug seine Geschwindigkeit verringern und komfortabel abbiegen, wonach die hinteren Fahrzeuge wieder aufschließen.When a vehicle is at the switch 78 wants to pull out, it shares this intention via the communication network with the vehicles ahead and behind and the route computer 82 With. The front vehicles of the train 84 including the veering vehicle are temporarily accelerated and the following vehicles are decelerated so that a gap is created behind the veering vehicle. The veering vehicle can then reduce its speed and turn comfortably, after which the vehicles in the back catch up again.

Auf dem Abbiegegleis 80 kann die rechte Schiene etwas abgesenkt sein, so dass sich das Fahrzeug in der überhöhten Kurve zur Seite neigt und beim Abbiegen eine größere Geschwindigkeit ermöglicht wird. Diese „Neigetechnik“ wird vorzugsweise auch generell in Kurven eingesetzt. Dadurch verringern sich die von dem Rad/Schiene-System in Kurven aufzunehmenden Seitführungskräfte. Das wiederum erlaubt eine Verringerung der Breite der Reifen und der Schienenköpfe und damit eine Material- und Kostenersparnis.On the turning track 80 the right rail can be lowered a little so that the vehicle leans to the side in the banked curve and a greater speed is enabled when turning. This "tilting technique" is also generally used in curves. This reduces the lateral forces to be absorbed by the wheel / rail system in curves. This in turn allows a reduction in the width of the tires and the rail heads and thus a saving in material and costs.

Da die Querführung der Fahrzeuge lediglich die Spurhaltung auf dem Gleis sicherstellen muss, die Längsführung der Fahrzeuge weitgehend durch die Streckenrechner 82 bestimmt und durch Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug unterstützt wird, lassen sich mit vergleichsweise einfacher und störungsunanfälliger Sensorik Konzepte des vollautomen Fahrens realisieren. So können die Fahrzeuge, nachdem die Fahrgäste ausgestiegen sind, führerlos zum nächsten Parkhaus fahren und dort geparkt werden, bis sie wieder an den Ort beordert werden, an dem die Fahrgäste abgeholt werden möchten. Ebenso können die Fahrzeuge als führerlose Kleinbusse oder Taxen im Verkehrsnetz zirkulieren. Die Trennung zwischen Linenbussen, Ruftaxen, Carsharing-Fahrzeugen und Privatfahrzeugen wird praktisch aufgehoben, und ein- und dasselbe Fahrzeug kann stundenweise für verschiedene dieser Nutzungsarten eingesetzt werden.Since the lateral guidance of the vehicles only has to ensure the lane keeping on the track, the longitudinal guidance of the vehicles largely through the route computer 82 and is supported by vehicle-to-vehicle communication, concepts of fully automated driving can be implemented with comparatively simple and fault-free sensor technology. After the passengers have alighted, the vehicles can drive to the next parking garage without a driver and be parked there until they are ordered back to the location where the passengers would like to be picked up. The vehicles can also circulate in the transport network as driverless minibuses or taxis. The separation between liner buses, call taxis, car sharing vehicles and private vehicles is practically eliminated, and one and the same vehicle can be used for several of these types of use on an hourly basis.

Die Kommunikation mit den Fahrzeugen erfolgt vorzugsweise über ein vom Internet getrenntes Kommunikationsnetz mit geschütztem Zugang, aufgebaut auf Leitungen, die dem Schienennetz folgen, und mit drahtloser Kommunikation allenfalls über geringe Reichweiten, so dass die Anfälligkeit des Netzes für Missbrauch und Sabotage minimiert wird.Communication with the vehicles is preferably carried out via a communication network separated from the Internet with protected access, built on lines that follow the rail network, and with wireless communication at most over short ranges, so that the network's susceptibility to abuse and sabotage is minimized.

Die etwa lieferwagengroßen Fahrzeuge dieses Systems können auch für den Güterverkehr genutzt werden. Die geringe Ladekapazität im Vergleich zu heutigen LKW kann ohne Kostennachteil durch den Einsatz einer größeren Anzahl von Fahrzeugen ausgeglichen werden, da die Fahrzeuge keinen menschlichen Führer benötigen. Der Güterfernverkehr lässt sich dann effizient mit herkömmlichen Güterzügen bewältigen, die zu „Autoverladezügen“ umgebaut werden. Die Fahrzeuge 10' fahren dann autonom vom Hersteller der Güter zum Bahnhof, wo sie sich selbst auf den Güterzug verladen. Vom Zielbahnhof fahren die Fahrzeuge dann wieder autonom zum Empfänger, wo sie die Güter abliefern. Der gesamte Transport kann so praktisch ohne Umladevorgänge stattfinden, und, da die Fahrzeiten in diesem rechnergesteuerten und vernetzten System gut planbar sind, just in time.The vehicles in this system, about the size of a delivery van, can also be used for freight transport. The low loading capacity compared to today's trucks can be compensated for without cost disadvantage by using a larger number of vehicles, since the vehicles do not require a human driver. Long-distance freight transport can then be managed efficiently with conventional freight trains, which become "car loading trains" be rebuilt. The vehicles 10 ' then drive autonomously from the manufacturer of the goods to the train station, where they load themselves onto the freight train. The vehicles then drive autonomously from the destination station to the recipient, where they deliver the goods. The entire transport can take place practically without reloading and, since the travel times in this computer-controlled and networked system can be easily planned, just in time.

Da das hier vorgeschlagene Verkehrssystem emissionsfrei und außerdem sehr geräuscharm ist, können die Verkehrswege auch in Gebäude integriert werden. 7 zeigt als Beispiel eine Straße 86 einer autofreien Stadt, mit Gebäudezeilen 88 auf beiden Seiten der Straße. Das Gleis 74 verläuft hier in einem Obergeschoss der Gebäude in der Nähe einer Fensterfont 90, die für die Insassen der Fahrzeuge 10' den Blick auf die Straße frei gibt. Der Verkehrsweg ist stellenweise zu einer Ein- und Ausstiegszone 92 erweitert. Vor hier gelangen die aussteigenden Fahrgäste direkt in das Obergeschoss des Gebäudes, beispielsweise eines Kaufhauses, und von dort über Rolltreppen oder Fahrstühle auf die Straße.Since the traffic system proposed here is emission-free and also very quiet, the traffic routes can also be integrated into buildings. 7th shows a street as an example 86 a car-free city, with rows of buildings 88 on both sides of the street. The track 74 runs here on an upper floor of the building near a window font 90 for the occupants of the vehicles 10 ' gives a view of the street. The traffic route is in places to an entry and exit zone 92 expanded. In front of here the disembarking passengers get directly to the upper floor of the building, for example a department store, and from there via escalators or elevators to the street.

Da die Fahrzeuge 10' gleichsam „amphibisch“ sind und auch auf der Straße fahren können (mit Batteriebetrieb über kurze Strecken und bei niedriger Geschwindigkeit), lässt sich auch die „letzte Meile“ überbrücken, wo die Schienen noch nicht bis zu jedermanns Haustür verlegt sind. 8 zeigt ein Gleis 74, von dem eine Auskopplungsspur 94 abzweigt, die auf eine normale Straße 96 führt. Ein Fahrzeug 10'a hat gerade das Gleis 74 verlassen, um auf der Straße 96 weiter zu fahren. Umgekehrt nähert sich auf der Straße 96 ein Fahrzeug 10'b einer Einschleusungsspur 98, über die es auf das Gleis 74 gelangt. Dabei erleichtern elektronische Leitbaken 100 die Positionsbestimmung, so dass das Einkoppeln auf die Einschleusungsspur 98 vollautomatisch erfolgen kann. Ein Streckenrechner 82 koordiniert die Einschleusungsvorgänge mit dem fließenden Verkehr auf dem Gleis 74.As the vehicles 10 ' are at the same time "amphibious" and can also drive on the road (with battery operation over short distances and at low speed), the "last mile" can be bridged, where the rails have not yet been laid to everyone's front door. 8th shows a track 74 , of which one decoupling track 94 that branches off onto a normal road 96 leads. A vehicle 10'a just got the track 74 left to be on the street 96 to continue driving. Conversely approaching on the road 96 a vehicle 10'b a smuggling track 98 over it to the track 74 got. Electronic beacons make this easier 100 the position determination, so that the coupling to the infeed lane 98 can be done fully automatically. A route calculator 82 coordinates the smuggling processes with the flowing traffic on the track 74 .

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 02/063099 A1 [0024]

Claims

Traffic system with electrically powered vehicles (10; 10 '; 10 ") and a route network with lanes (14) which branch off at switches (60), characterized in that each lane (14) - one of the course of the lane (14) following overhead contact line (28) for feeding electrical energy into the vehicles (10; 10 '; 10 ") traveling on the roadway (14) and - has a guide track (22; 44) following the course of the roadway (28), with the guide track (22; 44) also branches off at the switches (60), and that each vehicle (10; 10 '; 10 ") has: - a sensor system (24) for detecting the guide track (22; 44) and - an active one Steering system (18; 62) for controlling the transverse movement of the vehicle on the guide track (22; 44), it being possible to set which branch of the guide track (22, 44) the vehicle is connected to on the sensor system (24) or on the steering system (18; 62) follows a switch.

Transport system according to Claim 1 in which the vehicles (10 '; 10 ") are rail vehicles.

Transport system according to Claim 2 wherein the active steering system comprises a differential steering system (18) which controls the lateral movement of the vehicle by differential drive of the left and right vehicle wheels.

Transport system according to Claim 2 or 3 , in which the vehicles (10 '; 10 ") are designed to optionally drive on the road.

Transport system according to one of the Claims 2 to 4th , where the vehicles are equipped with magnetic rail brakes (54).

Transport system according to one of the Claims 2 to 6 , in which the track (14 ') designed as a track (74) has a groove (52) into which a securing element (56) engages from the vehicle (10'; 10 '), which can be drawn in at points or out of the groove ( 52) can be pushed out.

Traffic system according to one of the preceding claims, in which the contact line (28) has induction coils (36) for inductive coupling of the electrical energy into the vehicles.

Transport system according to Claim 7 , in which the contact line (28) has a high-voltage direct current cable (30) to which the induction coils (36) are connected via electronic transformers (34).

Traffic system according to one of the preceding claims, with a communication system (40) for the communication of the vehicles (10; 10 '; 10 ") with route computers (42; 82) and / or with one another.

Transport system according to Claim 9 , in which the route computers (42; 82) are programmed to regulate the traffic at intersections (72) as required.

Transport system according to Claim 9 or 10 , in which the route computers (42; 82) are programmed to electronically couple the vehicles (10 '; 10 ") together to form trains (84).

Traffic system according to one of the preceding claims, in which the vehicles (10 '; 10 ") are designed for autonomous driving.