DE10241041A1 - Verkehrsmittel mit internem Antrieb sowie zusätzlichem externem Antrieb mittels Vorrichtung mit Linearmotor im Fahrweg - Google Patents

Verkehrsmittel mit internem Antrieb sowie zusätzlichem externem Antrieb mittels Vorrichtung mit Linearmotor im Fahrweg

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DE10241041A1
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Joerg Schreiber
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SCHREIBER, JöRG, 73447 OBERKOCHEN, DE
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Joerg Schreiber
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C3/00Electric locomotives or railcars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
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    • B61C5/00Locomotives or motor railcars with IC engines or gas turbines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Abstract

Die Erfindung betrifft Fahrzeuge oder andere Verkehrsmittel, die sowohl einen internen Antrieb als auch einen externen durch einen Linearmotor besitzen. DOLLAR A Schienenfahrzeuge, Flugzeuge oder Straßenfahrzeuge sollen mit Magneten ausgestattet sein und mittels Linearmotoren im Fahrzeug zusätzlich beschleunigt werden können. DOLLAR A Insbesondere durch gezielten Einsatz an Steigungen kann das Fahrzeug zusätzlich beschleunigt werden, ohne hierfür zusätzliche Antriebsmittel mitführen zu müssen. Bei Flugzeugen ist ein Start mit geringerem Energieverbrauch und Schallemission möglich.

Description

  • Die Erfindung betrifft Fahrzeuge oder andere Fortbewegungsmittel, die sowohl einen internen Antrieb, als auch einen externen durch einen Linearmotor besitzen.
  • Einleitung
  • In Deutschland wurde die Magnetschwebebahn "Transrapid" mit dem Ziel entwickelt, ein Massentransportmittel zu schaffen, das deutlich schneller ist als die Eisenbahn. Während der Entwicklungsarbeiten machte aber auch die traditionelle Rad-Schiene Technik aus der Frühzeit der Industriegeschichte grosse Fortschritte und kann ähnliche Geschwindigkeiten wie die Magnetbahn erreichen.
  • Dennoch wird in der öffentlichen Diskussion die Höchstgeschwindigkeit auf längeren Strecken nach wie vor als entscheidender Vorzug der Magnetbahn angesehen. Wirklich erhebliche Vorteile gegenüber der Eisenbahn besitzt die Magnetbahn aber bei der Beschleunigung, der Fähigkeit der Überwindung größerer Steigungen und der Möglichkeit kleinerer Kurvenradien, sowie geringerem Verschleiß, Energieverbrauch und Lärmemission bei gleicher Geschwindigkeit und der Möglichkeit des ruckfreien Anfahrens und Bremsens. Die meisten und wichtigsten dieser Vorteile sind nun weniger auf das Magnetschweben zurückzuführen sondern auf den Magnetantrieb durch Linearmotoren.
  • Der ganz entscheidende Vorteil der Eisenbahn hingegen ist die vorhandene, in fast 2 Jahrhunderten gewachsene Schieneninfrastruktur, die insbesondere in Europa fast alle wichtigen Stadtzentren erschliesst. Daher wird die Magnetschwebetechnik im Fernverkehr in den nächsten Jahrzehnten sicherlich nur eine untergeordnete Rolle spielen. Im Nahverkehr hingegen, z. B. beim Bau neuer U-Bahnlinien bieten sich für die Magnetschwebetechnik durchaus interessante Einsatzmöglichkeiten, bei dem auch die Vorteile, insbesondere Beschleunigung, viel stärker zum Zuge kommen.
  • Problem
  • Beim Neubau von Magnetbahnstrecken im Fernverkehr wäre die Erschliessung der Stadtzentren sehr aufwendig. Auch würden durch die Systemtrennung für die meisten Fahrgäste mehr Umsteigevorgänge notwendig werden. Der Aufbau eines Fernverkehrsnetzes würde vermutlich viele Jahrzehnte dauern.
  • Beschreibung
  • Der Erfindung liegt daher die Idee zugrunde, die Vorteile beider Verkehrsmittel zu vereinen anstatt dass Schiene und Magnetbahn weiterhin gegeneinander konkurrieren. Die nächstliegende Ausgestaltung ist nun, die Antriebstechnik der Magnetbahn auf einer Schienentraße zu realisieren. Da eine durchgängige Ausstattung des Schienennetzes mit Linearmotoren sehr hohen Zeit- und Investitionsaufwand erfordern würde, soll ein erfindungsgemässes Schienenfahrzeug weiterhin einen internen Antrieb behalten. Zusätzlich soll auf die gleiche Weise wie bei bekannten Magnetbahnsystemen ein Antrieb durch Linearmotoren angebracht werden: Das Fahrzeug soll an der Unterseite z. B. zwischen den Rädern mit Magneten ausgestattet sein. Im Fahrweg sollten Linearmotoren eingebaut werden, die als Zusatzantrieb dienen. Diese sollen passend zu den Magneten im Fahrzeug so gestaltet werden, dass sie zwischen den Schienen Platz finden und einen kurzen Abstand zu den Magneten im Fahrzeug haben. Auch eine Anbringung des Linearmotorantriebs an beiden Seiten der Schienen wäre denkbar. Zunächst könnten die Steigungen einer Bahnstrecke mit Linearmotoren ausgestattet werden, sukkzesive könnten Strecken an weiteren Stellen mit Linearmotoren ausgestattet werden, z. B. an Beschleunigungsstrecken, insbesondere nach Haltepunkten, und auch an Bremsstrecken, mit der Möglichkeit, Energie ins Netz zurückzuspeisen.
  • Vorteile
  • Durch die beiden Antriebssysteme besteht bei einem Defekt in einem Antriebssystem eine bessere Chance die Fahrt fortsetzen zu können. Die Erfindung ist sowohl für den Personen- als auch Güterverkehr einsetzbar. Die Züge könnten dank des Zusatzantriebs am Berg mit geringerer Lokleistung auskommen, der Einsatz einer zweiten Lok auf Strecken mit grosser Steigung kann vermieden werden. Auch Probleme wegen geringer Schienenhaftung wegen Nässe oder Laub auf den Schienen werden vermindert. Beim Neubau einer Trasse z. B. von Nürnberg nach Leipzig könnten die Mittelgebirge mit wesentlich weniger Tunnel- und Brückenbauwerken überquert werden, was Investitionskosten und Landschaftseingriff reduziert. Im Vergleich zur Magnetbahn könnte eine solche Neubaustrecke auch von Fahrgästen umsteigefrei benutzt werden, die über die Neubaustreckenziele hinaus fahren.
  • Anwendung der Erfindung für Flugzeuge
  • Beim Starten von Flugzeugen könnten Linearmotoren ebenfalls ein wichtiges Hilfsmittel sein. Die Flugzeugunterseite sollte wie die Unterseite einer Magnetbahn gestaltet sein, die Startbahn wie eine Magnetbahntraße. Das Flugzeug könnte auf Rädern, die neben den Magneten unter den Flügeln angebracht sind fahren, oder durch Magnetschweben oder ein Luftkissen über der Magnettraße gehalten werden. Auch wäre denkbar, dass das Flugzeug auf einem Schlitten aufliegt, der Magnete enthält und auf der Startbahn beschleunigt wird und das Flugzeug mittels geeigneter Vorrichtungen mitbeschleunigt. Am Ende des Startvorgangs soll sich dann das Flugzeug vom Schlitten lösen und z. B. aus der Verankerung herausrutschen. Eine mögliche Ausführung dieser Ausgestaltung ist in Fig. 1 skizziert.
  • Es zeigt die Seitenansicht der Startbahn 1 mit darunterliegendem Linearmotor, den Schlitten 2 mit Magneten und das daraufliegende Flugzeug 3 sowie eine beispielhafte Vorrichtung zur Übertragung der mechanischen Beschleunigungskraft 4.
  • Eine weitere Gestaltungsmöglichkeit ist eine ansteigende Startbahn. So könnten die Beschleunigungskräfte dem Flugzeug nicht nur Vortrieb, sondern auch Auftrieb geben. Der Anstieg kann durch eine Rampe realisiert werden. Auch der Bau einer Startbahn in hügeligem Gelände kann so ermöglicht werden, wobei der hintere Teil der Bahn dann am Anstieg eines Hügels/Bergs liegen sollte. Dies kann die Kosten für den Bau der Rampe verringern bzw. höhere Rampen ermöglichen.
  • Auch wäre ein Bau zwischen 2 Bergen möglich: Beim Start kann dann zunächst das Gefälle zur Beschleunigung genutzt werden, am Ende des Startvorgangs beschleunigen dann die Linearmotoren das Flugzeug bergauf. So kann die Startbahn auch je nach Windrichtung in beide Richtungen genutzt werden.
  • Vorteile
  • So könnte das Verkehrsmittel auch mit geringerer interner Antriebsleistung auskommen, müsste aber mit Magneten für die Nutzung des Linearantriebs ausgestattet werden. So wäre ein Start mit geringerem Energieverbrauch und Lärmemission möglich.
  • Straßenverkehr
  • Auch im Straßenverkehr könnten an Steigungen Linearmotoren für einen Zusatzantrieb sorgen. Auf stark befahrenen Straßen wäre so auch eine Technik denkbar, die durch eine geeignete Steuerung für eine einheitliche Geschwindigkeit hintereinanderfahrender Fahrzeuge sorgt und den Abstand vermindern könnte. In Kolonnenfahrten kann der Energieverbrauch reduziert und die Kapazität der Strecke erhöht werden. Auch eine externe Bremsung durch Linearmotoren ist denkbar.

Claims (14)

1. Verkehrsmittel und Fahrweg, dadurch gekennzeichnet, dass es über ein im oder am Verkehrsmittel befindliches, mitgeführtes Antriebssystem verfügt, und zusätzlich über Vorrichtungen mit Magneten verfügt mittels derer es auch über im Fahrweg angeordnete Linearmotoren angetrieben und/oder gebremst werden kann.
2. Verkehrsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mitgeführte Antrieb ein Verbrennungsmotor ist.
3. Verkehrsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mitgeführte Antrieb ein Elektromotor ist.
4. Verkehrsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mitgeführte Antrieb ein Elektromotor ist, der über Brennstoffzellen mit Energie versorgt wird.
5. Verkehrsmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass es so mit Magneten und Rädern ausgestattet ist, dass es sowohl auf Schienen, als auch auf Magnetschwebestrecken fahren kann.
6. Flugzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es über Vorrichtungen verfügt mittels derer es durch unter der Startbahn befindliche Linearmotoren zusätzlich beschleunigt werden kann.
7. Startbahn dadurch gekennzeichnet, dass in ihr Linearmotoren eingebaut sind, die ein Flugzeug nach Anspruch 6 beschleunigen können.
8. Startbahn dadurch gekennzeichnet, dass in ihr Linearmotoren eingebaut sind, die ein Flugzeug nach Anspruch 6 beschleunigen können und deren in Startrichtung hinterer Teil ansteigend ist.
9. Startbahn nach einem der vorigen Ansprüche mit einem Schlitten der Magnete enthält dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schlitten ein Flugzeug aufliegen kann und der Schlitten Vorrichtungen, z. B. Halterungen besitzt, die das Flugzeug bei Beschleunigung des Schlittens mitführen können und am Ende des Startvorgangs wieder freigeben können.
10. Startbahn dadurch gekennzeichnet, dass in ihr Linearmotoren eingebaut sind, die ein Flugzeug nach Anspruch 6 beschleunigen können und deren beide Enden ansteigend sind, entweder durch Rampen oder durch ansteigendes Gelände an beiden Enden.
11. Landebahn dadurch gekennzeichnet, dass in ihr Linearmotoren eingebaut sind, die ein Flugzeug nach Anspruch 8 bremsen können.
12. Verkehrsmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass es für den Straßenverkehr geeignet ist.
13. Fahrweg mit eingebauten Linearmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Straße handelt.
14. Fahrweg mit eingebauten Linearmotoren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung mittels der Linearmotoren verschiedene Fahrzeuge gezielt beschleunigen und bremsen kann.
DE10241041A 2001-08-31 2002-08-31 Verkehrsmittel mit internem Antrieb sowie zusätzlichem externem Antrieb mittels Vorrichtung mit Linearmotor im Fahrweg Withdrawn DE10241041A1 (de)

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