Die Erfindung betrifft ein Magnetschnellbahnsystem mit doppelstöckiger Fahrbahn
gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
Magnetschnellbahnsysteme werden als Alternative zu dem Rad-Schiene-System der
konventionellen Bahnen für Transportzwecke von Personen oder Gütern angesehen,
da mit derartigen Schnellbahnsystemen Fahrgeschwindigkeiten erreicht werden, die
mit dem Rad-Schiene-System nicht oder nur schwer zu erreichen sind. Insbesondere
mit dem deutschen System Transrapid, aber auch mit anderen Magnetschnellbahn
systemen wurden schon Geschwindigkeiten jenseits von 400 km/h erreicht.
Nachteilig an bisher bekannten Magnetschnellbahnsystemen ist jedoch ihre geringe
Auslastung hinsichtlich der erreichbaren Passagierkapazitäten, da die Streckenfüh
rung aufgrund der hohen Kosten für den aufgeständerten Fahrweg teilweise sogar
nur eingleisig geplant wird. Hierdurch wird es erforderlich, Ausweichstrecken für Ge
genverkehr mit einzuplanen und mit geringeren Taktfolgen zu fahren und entspre
chend die Fahrtrichtungen zu koordinieren. Hierdurch gehen die Vorteile der hohen
Fahrgeschwindigkeiten zum Teil wieder verloren.
Es ist daher beispielsweise aus der DE 196 38 578 A1 bekannt, ein Transportsystem
für spurgeführte Bahnen mit einer Gestaltung des Fahrweges auszustatten, bei der
an einem aufgeständerten Fahrweg oberhalb und unterhalb des Führungssystems
Bahnen verkehren können, wobei hierbei eine Trennung in einen schnellen Zugver
kehr auf der oberhalb des Führungssystems verkehrenden Streckenführung und ei
nen häufig anhaltenden Zugverkehr, etwa einen Personennahverkehr auf der unter
halb des Führungssystems verkehrenden Streckenführung vorgesehen wird. Hier
durch wird eine Entkopplung der beiden getrennten Streckenführungen erreicht, die
die Auslastung des Fahrweges deutlich verbessert. Nachteilig ist hierbei allerdings,
daß das Problem des entgegenkommenden Verkehrs weiterhin ungelöst ist, so daß
auch hierbei entsprechende Ausweichstrecken vorgesehen werden müssen oder
eine zweite Streckenführung mit den entsprechend hohen Fahrwegskosten parallel
geführt werden muß.
Weiterhin ist es aus der DE 198 58 066 A1 bekannt, ein Schienensystem auch für
Magnetschwebebahnen quasi um 90 Grad gedreht anzuordnen, so daß die Bahnen
links und rechts des Führungssystemes verkehren. Zwar ist auch hierbei mit nur ei
nem Schienensystem eine entsprechende Verdoppelung der Kapazität erreichbar,
doch sind die mechanischen Belastungen der Bahnen wesentlich höher und das
Problem des Gegenverkehrs weiterhin nicht gelöst.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Magnetschnellbahnsystem der
gattungsgemäßen Art derart weiterzuentwickeln, daß der Einsatz der Fahrzeuge we
sentlich flexibler als bei bekannten Systemen gehandhabt werden kann.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 1 in Zusammenwirken mit den Merkmalen des Oberbe
griffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Magnetschnellbahnsystem mit doppelstöckiger
Fahrbahn, bestehend aus einem auf Ständern angeordneten Führungssystem, bei
dem oberhalb an dem Führungssystem ein oberer Fahrweg und unterhalb ein unte
rer Fahrweg angeordnet sind, an denen Fahrzeuge mit Hilfe der Magnetbahntechnik
verfahrbar sind. Ein derartiges Magnetschnellbahnsystem wird dadurch in erfin
dungsgemäßer Weise weiterentwickelt, daß jedes Fahrzeug jeweils mindestens zwei
einander gegenüberliegend oberhalb und unterhalb des Fahrzeuges angeordnete,
paarweise zueinander gehörige Antriebs- und Führungseinheiten aufweist, mit denen
das Fahrzeug wahlweise auf dem oberen Fahrweg aufgesetzt bzw. an den unteren
Fahrweg angehängt werden kann und auf dem jeweiligen Fahrweg verfahrbar ist.
Hierdurch wird erreicht, daß jedes Fahrzeug wahlweise auf dem unteren Fahrweg
oder dem oberen Fahrweg verkehren kann und daher wesentlich flexibler einsatzfä
hig ist als bei den bekannten doppelstöckigen Magnetbahnsystemen. Hierdurch kann
beispielsweise in weiterer Ausgestaltung auch ein Fahrzeug, das in einer Richtung
auf dem unteren Fahrweg in die eine Richtung gefahren ist, auf dem anderen Fahr
weg in die entgegengesetzte Richtung sofort wieder eingesetzt werden, wodurch die
Fahrzeuge im Umlaufbetrieb verfahren werden können, so daß die Fahrzeuge auf
dem an einem etwa Doppel-T-profilförmigen Aufbau oben angeordneten Fahrweg
ausschließlich in die eine Fahrtrichtung und auf dem unteren Fahrweg ausschließlich
in die andere Fahrtrichtung fahren. Hierdurch ist gegenüber herkömmlichen Trans
portsystemen ein hohes Einsparpotential gegeben, da der Fahrweg wesentlich bes
ser genutzt werden kann und die Investitionen in eine in zwei Richtungen gleichzeitig
befahrbare Streckenführung gegenüber zwei parallel zueinander verlaufenden
Strecken wesentlich verringert werden.
In einer ersten Ausgestaltung ist es denkbar, daß die jeweils paarweise zueinander
gehörigen Antriebs- und Führungseinheiten ortsfest an der Oberseite und der Unter
seite des Fahrzeuges angeordnet sind.
Eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß die jeweils paarweise zueinander gehöri
gen Antriebs- und Führungseinheiten derart vorzugsweise klappbar an dem Fahr
zeug angeordnet sind, daß nur die jeweils benötigten Antriebs- und Führungseinhei
ten an der Oberseite bzw. der Unterseite des Fahrzeuges im Betrieb in Benutzung
sind bzw. ausgeklappt werden. Insbesondere wenn die jeweils nicht benötigten An
triebs- und Führungseinheiten hinter Verkleidungsbauteile des Fahrzeuges verdeckt
einschwenkbar sind, wird die Aerodynamik der Fahrzeuge, die einen hohen Anteil
am Energieverbrauch des Gesamtsystems hat, günstig beeinflußt bei gleichzeitig
voller Flexibilität der Nutzung der Fahrzeuge am unteren Fahrweg oder alternativ am
oberen Fahrweg. Selbstverständlich können die Antriebs- und Führungseinheiten
auch anders als durch Klappen in Eingriff bzw. außer Eingriff mit dem Führungssy
stem gebracht werden.
Von Vorteil ist es, wenn die Fahrzeuge am Ende des Fahrweges durch eine Umsetz
station auf den jeweils anderen Fahrweg umgesetzt werden können. Hierdurch kann
gewährleistet werden, daß ein am Ende eines Fahrweges ankommendes Fahrzeug
nach dem Umsetzen unmittelbar in Gegenrichtung auf dem anderen Fahrweg wieder
eingesetzt werden kann und nicht erst an den Ausgangspunkt der Fahrt mit den be
kannten Problemen des Gegenverkehrs und der Auslastung der Strecke zurückge
führt werden muß. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Fahrzeuge am Ende des Fahr
weges durch einen vertikalen Aufzug zwischen oberem Fahrweg und unterem Fahr
weg umgesetzt werden, der beispielsweise aus einem horizontal über Hebeeinrich
tungen höhenveränderbaren Fahrwegsabschnitt gebildet werden kann, mit dem ge
meinsam das Fahrzeug nach dem Auffahren auf diesen Fahrwegsabschnitt zwi
schen oberem Fahrweg und unterem Fahrweg umgesetzt wird. Ein derartiger Aufzug
ist eine konstruktiv einfache und technisch zuverlässige Gestaltung der Umsetzbe
wegung.
Denkbar ist es auch, daß die Fahrzeuge am Ende des Fahrweges durch rampenför
mige Umsetzabschnitte mit ansteigenden bzw. abfallenden Fahrwegsabschnitten
zwischen oberen Fahrweg und unterem Fahrweg umgesetzt werden, die in Form
einer X-Weiche den oberen Fahrweg auf den unteren Fahrweg umsetzen und umge
kehrt. Hierbei ist dafür Sorge zu tragen, daß eine entsprechende Weichenstellung für
die Fahrzeuge innerhalb dieser Umsetzabschnitte gewährleistet wird.
Denkbar ist es weiterhin, daß die Fahrzeuge am Ende des Fahrweges durch eine
Wendeeinrichtung derart gedreht werden, daß sie durch Drehung um die Hochachse
in die Gegenfahrtrichtung umgedreht werden. Eine derartige Wendeeinrichtung etwa
in Form einer etwa auch höhenverstellbaren Drehscheibe ermöglicht es, daß jedes
Fahrzeug nur so ausgestattet werden muß, daß ein einziger Führerstand für einen
Zug vorgesehen werden muß, der durch Drehung des Zuges dann in die jeweils
neue Fahrtrichtung gedreht werden kann. Hierdurch ist die Steuerungstechnik der
Fahrzeuge wesentlich einfacher und kostengünstiger. Selbstverständlich ist es in
anderer Ausgestaltung auch denkbar, daß die Fahrzeuge beidseitig an ihren Endbe
reichen Fahrerstände aufweisen und ohne Drehung in beide Richtungen verfahrbar
sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Fahrzeuge zum Verlassen
der Fahrwege bzw. Einschleusen auf die Fahrwege mit separaten, aus- und einfahr
baren Fahrwerken, vorzugsweise Reifenfahrwerken ausgestattet sind, mit denen sie
an speziellen Ein- und Ausschleusbereichen vom jeweiligen Fahrweg abgekoppelt
werden können. Hierdurch kann an entsprechenden plateauförmigen Ein- und Aus
schleusbereichen für jeden der beiden Fahrwege getrennt ein Herausziehen einzel
ner Fahrzeuge oder auch ganzer aus den Fahrzeugen zusammengestellter Züge aus
dem Umlaufverkehr oder ein Einschleusen bewerkstelligt werden. Derartige Fahr
werke, die etwa auch mit entsprechenden Lenkeinrichtungen kombiniert werden
können, lassen daher jedes Fahrzeug auch unabhängig vom Fahrweg des Magnet
bahnsystems fahrbar werden, insbesondere auch dann, wenn entsprechende An
triebe auf das Fahrwerk einwirken.
In einer Ausgestaltung ist es denkbar, daß die Fahrzeuge für den Personentransport
eingerichtet sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die Fahrzeuge für den
Lastentransport eingerichtet sind, etwa wenn sie Aufnahmeeinrichtungen für gängige
Transportgebinde wie Container oder dergleichen aufweisen, die in den Transporträumen
der Fahrzeuge aufnehmbar sind. Hierdurch wird in Form einer Art Lastendrohne
auch Punkt-zu-Punkt-Transport von Gütern möglich, der gegebenenfalls auch automatisch ge
steuert die Fahrzeuge mittels Fernüberwachung leitet.
Eine weitere Verbesserung der Nutzung des Magnetschnellbahnsystems läßt sich
dadurch erreichen, daß im Bereich des Fahrweges weitere Transportsysteme für den
Lasten- oder Personentransport vorgesehen sind, mit denen der benötigte Bauraum
im Zuge der Streckenführung noch einmal intensiver ausgenutzt werden kann. Dies
können beispielsweise auch in Transportröhren verlaufende Transportsysteme oder
kleinvolumige Transportsysteme sein. Hierdurch lassen sich auch komplette Ver
bundsysteme für Transportzwecke aufbauen, die nur eine einzige Streckenführung
für ihre Realisierung benötigen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnet
schnellbahnsystems mit doppelstöckiger Fahrbahn zeigt die Zeichnung.
Es zeigen
Fig. 1 eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Magnetschnell
bahnsystems mit einem Fahrzeug mit oberseitig und unterseitig an
geordneten Antriebs- und Führungseinheiten für ein Führungssy
stem,
Fig. 2 das Umsetzen eines Fahrzeuges des erfindungsgemäßen Magnet
schnellbahnsystems durch eine Aufzugsvorrichtung,
Fig. 3 schematische Darstellung der Anordnung von Fahrzeugen am auf
Stützen aufgeständerten Führungssystem und
Fig. 4 Umlaufbetrieb des erfindungsgemäßen Magnetschnellbahnsystems
mit endseitig des Führungssystemes angeordneten Aufzugsvorrich
tungen.
In der Fig. 1 ist in sehr schematischer Darstellung zu erkennen, wie ein erfindungs
gemäßes Magnetschnellbahnsystem mit einem Fahrzeug 1 an zwei gestrichelt dar
gestellten, etwa Doppel-T-förmigen Führungssystemen 4 mit den Antriebs- und Füh
rungseinheiten 2 angeordnet werden kann. Hierbei besteht jedes Führungssystem 4
aus einem unteren Fahrweg 11 und einem oberen Fahrweg 12, die über ein Mittel
stück miteinander verbunden sind. Derartige Führungssysteme sind grundsätzlich
etwa aus der Entwicklung des Magnetschnellbahnsystems Transrapid bekannt und
sollen daher nicht weiter als hier relevant beschrieben werden. Für jede Streckenfüh
rung ist nur ein Führungssystem 4 vorgesehen, so daß das Fahrzeug 1 entweder
stehend auf dem in Fig. 1 dargestellten unteren Führungssystem 4 oder hängend
an dem in Fig. 1 dargestellten oberen Führungssystem beweglich angeordnet ist.
Jedes Fahrzeug 1 ist dabei mit mindestens jeweils zwei paarweise zueinander gehö
rigen, oberhalb und unterhalb der Fahrgastzelle 10 des Fahrzeuges 1 angeordneten
Antriebs- und Führungseinheiten 2 ausgestattet, in der Regel werden etwa im vorde
ren Bereich des Fahrzeuges 1 und im hinteren Bereich des Fahrzeuges 1 zwei, wie
dies beispielsweise aus der Fig. 2 bzw. der Fig. 4 zu entnehmen ist, jeweils derar
tige Antriebs- und Führungseinheiten 2 angeordnet sein. Die Antriebs- und Füh
rungseinheiten 2 umgreifen dabei den oberen Fahrweg 12 bzw. den unteren Fahr
weg 11 von außenseitig her und bauen dabei das magnetische Wanderfeld gemein
sam mit dem Fahrweg 11 bzw. 12 auf. Derartige Antriebs- und Führungseinheiten 2
können dabei wie angedeutet sowohl oberhalb der Fahrgastzelle 10 als auch unter
halb der Fahrgastzelle 10 angeordnet werden, wobei je nach Zuordnung des Fahr
zeuges 10 zu den Fahrwegen 11 bzw. 12 nur jeweils ein Paar Antriebs- und Füh
rungseinheiten 2 im Eingriff mit Fahrwegen 11 bzw. 12 ist.
Die Antriebs- und Führungseinheiten 2 sind hierbei über nicht genauer dargestellte
Drehgelenke 3 an dem Fahrzeug 1 angeordnet und drehbar zu diesem ausgestaltet,
so daß, wie etwa beim oberen Fahrzeug 1 der Fig. 3 erkennbar, die Antriebs- und
Führungseinheiten 2 von dem Fahrweg 11 bzw. 12 weggeklappt werden können.
Hierbei ist es selbstverständlich auch denkbar, daß die Antriebs- und Führungsein
heiten 2 in zugeordnete Hohlräume an dem Fahrzeug 1 eingeklappt werden können,
so daß sie gegenüber der Außenform des Fahrzeuges 1 nicht vorstehen.
Die oberen Antriebs- und Führungseinheiten 2 sind hierbei zum Zusammenwirken
mit dem unteren Fahrweg 11 bestimmt, die unteren Antriebs- und Führungseinheiten
2 zum Zusammenwirken mit dem oberen Fahrweg 12. Bildlich gesprochen hängt das
Fahrzeug 1 dabei bei der Fahrt auf dem unteren Fahrweg 11 an den oberen An
triebs- und Führungseinheiten 2, bei der Fahrt auf dem oberen Fahrweg 12 steht es
auf den unteren Antriebs- und Führungseinheiten 2 auf. Wie insbesondere in der
Fig. 3 besser zu erkennen, ist daher eine Doppelnutzung des Führungssystemes 4,
das auf Stützen 17 aufgeständert auf dem Boden aufgebaut ist, erreichbar. Hier
durch ist, wie in der Fig. 4 noch näher zu erkennen, ein Umlaufbetrieb der Fahrzeu
ge 1 an dem Führungssystem 4 möglich, so daß die ansonsten bisher nicht ver
meidbaren Problemen des Gegenverkehrs auf der gleichen Strecke vermieden wer
den können. Innerhalb der Stützen 17 oder benachbart zu diesen Stützen 17 können
noch weitere, hier nicht dargestellte Transportsysteme angeordnet werden, die eine
zusätzliche Nutzung des für die Streckenführung des Magnetschnellbahnsystems
benötigten Platzes ermöglichen und somit auch den Aufbau von Verbundsystemen
erlauben.
Oberhalb und unterhalb des Fahrgastraumes 10 mit Sitzen 8 für zu transportierende
Personen oder Aufnahmen für Transportgüter 9 sind Antriebseinheiten 5 für den
Aufbau des elektromagnetischen Feldes nur schematisch angedeutet. Im Mittenbe
reich des Fahrzeuges 1 befinden sich unterhalb des Fahrgastraumes 10 je zwei
Fahrwerke 6 mit Reifen, die über eine Achse 7 miteinander verbunden sind. Durch
diese Fahrwerke 6, 7 ist es möglich, in noch näher beschriebener Weise Fahrzeuge
1 von dem Führungssystem 4 zu lösen, indem die Fahrwerke 6, 7 durch nicht darge
stellte Öffnungen nach unterhalb des unteren Bodens des Fahrzeuges 1 ausgefah
ren werden und dabei mit einem Untergrund in rollenden Kontakt kommen können.
Wird an speziell dafür vorgesehenen Ausschluß- und Einschleusstationen das Fahr
zeug 1 auf dem Fahrweg 11 bzw. 12 über einen solchen Untergrund geleitet, so
kann das Fahrwerk 6, 7 in Eingriff mit dem Untergrund gebracht und dann die Ver
bindung zum Fahrweg 11 bzw. 12 zum Beispiel durch Wegklappen der Antriebs- und Füh
rungseinheiten 2 gelöst werden. Insbesondere wenn das Fahrwerk 6, 7 auch ange
trieben ist, kann das Fahrzeug 1 dann wie ein normales Fahrzeug 1 von dem Füh
rungssystem 4 weg bewegt werden. Hierdurch ist es möglich, entsprechende Fahr
zeuge 1 neu zusammen zu stellen, zu beladen oder zu Reparaturzwecken aus dem
Umlaufbetrieb heraus zu ziehen.
In der Fig. 3 und ebenfalls in der Fig. 4 ist noch einmal besser zu erkennen, daß
die Fahrzeuge 1 im Umlaufbetrieb so auf dem Führungssystem 4 und den daran an
geordneten Fahrwegen 11, 12 verkehren, daß die Fahrzeuge 1 auf dem oberen
Fahrweg 12 in Fahrtrichtung 18 fahren und auf dem unteren Fahrweg 11 in
Fahrtrichtung 18'. Das hier nur schematisch und als kurzer Fahrweg 11, 12
angedeutete Führungssystem 4 kann aber selbstverständlich entsprechende Längen
aufweisen.
An den Ende 19 des Führungssystems 4 sind jeweils Aufzüge 20 zu erkennen, mit
denen die Fahrzeuge 1 in noch näher beschriebener Weise von dem oberen Fahr
weg 12 auf den unteren Fahrweg 11 und umgekehrt umgesetzt werden können.
Hierdurch kann ein Fahrzeug 1 nahezu ständig im Einsatz sein, ohne daß die Fahr
zeuge 1 an einen Ausgangsort zurückgeführt werden müssen bzw. das Problem ei
nes Gegenverkehrs auf der gleichen Trasse entsteht. Auch ist der Verbrauch an Flä
che beziehungsweise Raum für die Einrichtungen zum Umsetzen der Fahrzeuge 1
äußerst gering
Die Fahrzeuge 1 sind hierbei jeweils nur mit den Antriebs- und Führungseinheiten 2
mit dem Führungssystem 4 in Eingriff, die dem jeweiligen Fahrweg 11 bzw. 12 zuge
ordnet sind. Die anderen Antriebs- und Führungseinheiten 2 werden beispielsweise
wie schon beschrieben eingeklappt oder auch einfach in ihrer Ausgangsstellung be
lassen.
Das Umsetzen der Fahrzeuge 1 ist schematisch in der Fig. 2 noch einmal im Detail
und im Ablauf in der Fig. 4 näher zu erkennen. Das Fahrzeug 1, das umgesetzt
werden soll, wird hierbei auf eine Aufzug- bzw. Wendeeinrichtung 13 in Form eines
Abschnittes des Führungssystemes 4 in Auffahr-/Abfahrrichtung 15 aufgefahren, das
lang genug ist, um das Fahrzeug 1 in seiner ganzen Länge tragen zu können. Je
nachdem, ob das Fahrzeug 1 gerade auf dem oberen Fahrweg 12 oder dem unteren
Fahrweg 11 verfahren wurde, wird es auch auf dem entsprechenden Fahrweg 11
bzw. 12 der Aufzug-/Wendeeinrichtung 13 aufgefahren. Diese Aufzug-/Wendeein
richtung 13 führt dann mit nicht näher dargestellten Einrichtungen eine vertikale
Hubbewegung 16 oder Absenkbewegung aus und kann sich ebenfalls ähnlich wie
bei einer Drehscheibe um eine Drehachse drehen. Dies kann dazu genutzt wer
den, daß das Fahrzeug 1 seine Fahrtrichtung 18, 18' ändert, so daß für jedes Fahr
zeug 1 nur ein Führerstand vorgesehen werden muß. Es versteht sich von selbst,
daß auf die gleiche Art und Weise nicht nur einzelne Fahrzeuge 1, sondern auch
ganze aus Fahrzeugen 1 zusammengestellte Züge umgesetzt bzw. gedreht werden
können.
Nach dem Ausführen der Hub- bzw. Absenkbewegung 16 und gegebenenfalls der
Drehung 14 wird das Fahrzeug 1 dann wieder auf die entsprechende Höhe
des Fahrweges 11, 12 gebracht, auf der das Fahrzeug 1 nunmehr fahren soll. Dar
aufhin kann das Fahrzeug 1 dann wieder in Auffahr-/Abfahrrichtung 15 auf das Füh
rungssystem 4 übergefahren werden.
Sachnummernliste
1
Fahrzeug
2
Antriebs- und Führungseinheit
3
Drehgelenk
4
Führungssystem
5
Antrieb
6
Fahrwerk
7
Achse
8
Fahrgastsitz
9
Transportgut
10
Fahrgastzelle
11
unterer Fahrweg
12
oberer Fahrweg
13
Aufzug/Wendeeinrichtung
14
Drehung
15
Auffahr-/Abfahrrichtung
16
Hub-/Absenkrichtung
17
Stützen
18
,
18
' Fahrtrichtung
19
Fahrwegende
20
Aufzug