6. Stand-
oder Hängebahn nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche bekannte
Kufenbremsen an die Leistungsschiene (5, 24 oder 32) oder an die Fahrbahnen (1,
17, 19, 31) angepreßt werden können. Die Erfindung betrifft von Luftkissen oder
Magneten getragene und von linearen Induktionsmotoren getriebene und gebremste Fahrzeuge
einer schienengebundenen Stand- oder Hängebahn. Zweck und Aufgabe der Erfindung
ist es, ein Fahrzeug zu schaffen, das 1. sich über Luftkissen oder Magnete berührungsfrei
und widerstandsarm auf die Fahrbahn abstützt und daher besonders hohe Geschwindigkeiten
erreichen kann, 2. infolge dieser Art Abstützung frei von Schienenstößen fahren
kann, 3. wegen des Antriebs mittels linearer Induktionsmotore wirtschaftlich, geräuscharm,
abgasfrei, weitgehend wartungsfrei und verschleißfest ist und selbst keinen Kraftstoff
zu tragen braucht, 4. sich in eine natürliche Kurvenlage neigt, 5. gegen Entgleisen
und Umkippen gesichert ist, 6. in besonderen Ausführungsformen bei jeder Wetterlage
unabhängig von Schneefall, Eisbildung, Hagel, Nebel, Sandstürmen fahren und Kollisionen
mit Tieren vermeiden kann. Die obenerwähnten Punkte zählen gleichzeitig die wichtigsten
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile auf. Bei Schienenfahrzeugen, die auf Luftkissen
oder auf Magnetfeldern schweben und durch lineare Induktionsmotore getrieben werden,
ist keine Lösung bekannt, durch welche ein Einschwenken des Fahrzeugs in die natürliche
Kurvenlage gestattet wird unter Beibehaltung einer einfachen vertikalen Leistungsschiene,
die zur Aufnahme der Antriebs- und Bremskräfte für den linearen Induktionsmotor
nötig ist. Für die Führung der bekannten Fahrzeuge werden aufwendige Schienenformen
gebraucht, die die Führungskräfte durch zusätzliche vertikale Luftkissen oder Magnete
aufnehmen. Andererseits ist die Führung der sich mit dem Fahrzeug bewegenden Magnetjochteile
des linearen Induktionsmotors und für die Beibehaltung eines geringen Luftspaltes
zwischen ihnen und der ortsfesten, metallisch leitenden Leistungsschiene Rollen-oder
Kufenführungen nötig. Die Lösung der genannten Probleme besteht erfindungsgemäß
in der Kombination folgender Merkmale: a) das Fahrzeug stützt sich auf eine im Schnitt
kreisbogenförmige Bahn oder Schiene berührungsfrei und kann um eine über dem Fahrzeug
gelegene in Fahrtrichtung weisende virtuelle Pendelachse seitlich ausschwenken,
b) die Pendelachse bildet die Achse eines Gelenkes, das zusammen mit den antreibenden
oder bremsenden Teilen des linearen Induktionsmotors von der elektrisch leitfähigen
vertikalen Leistungsschiene des linearen Induktionsmotors durch Kufen oder Rollen
seitlich geführt aber nicht vertikal getragen wird, c) der Schwerpunkt des Fahrzeugs
liegt unterhalb der Pendelachse. Die Führung des gesamten Fahrzeugs erfolgt dadurch,
daß nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Führungskufen oder Rollen gleichzeitig
als Stromabnehmer ausgebildet sind, die in bekannter Weise mit geringem Anpreßdruck
isoliert aufgesetzte verschleißfeste leitende Beläge der Leistungsschiene berühren.
Durch das Zwischenschalten eines Gelenkes zwischen die Magnetjochteile und das Fahrzeug
wird diesem ein seitliches Auspendeln oder Ausschwenken in eine natürliche Kurvenlage
gestattet, ohne daß das
Gelenk selbst das Gewicht des Fahrzeugs
zu tragen braucht. Das Gewicht des Fahrzeugs wird vielmehr allein von den Luftkissen
oder Magneten getragen, die über die Fahrbahn gleiten, ohne diese zu berühren. Beim
Gleiten ist das Fahrzeug in der Lage, dank des Kreisbogenprofils der Fahrbahn ungehindert
eine seitliche, sich selbst stabilisierende Pendelbewegung auszuführen. Die Verwendung
von pendelnden Aufhängungen bei Luftkissenfahrzeugen ist an sich durch die französische
Patentschrift 1457 471 bekannt. Hierbei ist jedoch ein aufwendiges und schweres
Traggerüst notwendig, welches zusätzlich ein schweres Fahrwerk erfordert, um eine
genügende Steifigkeit für die extrem vorn und hinten befindlichen, schwer belasteten
Pendelgelenke zu erhalten. Außerdem besteht bei Kurvenfahrt die Gefahr des seitlichen
Auskippens; sehr hohe Kantenkräfte werden auf die Luftkissenlager wirken, besonders,
wenn die resultierende Kraft aus Gewicht und Fliehkraft außerhalb der Luftkissenlager
gerichtet ist. Diese Nachteile werden bei der vorliegenden Erfindung gerade dadurch
vermieden, daß das Pendelgelenk eine virtuelle Pendelachse darstellt, die nicht
selbst das Gewicht des Fahrzeugs zu tragen braucht. Es handelt sich also keineswegs
um eine Aufhängung des Fahrzeugs, da es sich praktisch ausschließlich auf eine im
Schnitt kreisbogenförmige Bahn oder Schiene abstützt. Die Pendelachse ist dabei
nach oben oder unten verschieblich. Dadurch wird -es möglich, die feste, für den
Antrieb nötige Leistungsschiene des genannten Motors als Leit- oder Führungsschiene
für ein pendelndes Fahrzeug zu verwenden. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind
in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt F i g. 1 eine von Magneten getragene schwenkbare
Standbahn in Vorderansicht, teilweise im Schnitt, F i g. 2 eine von Luftkissen getragene
schwenkbare Standbahn in Vorderansicht, teilweise im Schnitt, und F i g. 3 eine
von Magneten getragene schwenkbare Hängebahn in Vorderansicht, teilweise im Schnitt.
Für das Fahrzeug gemäß F i g. 1 wird eine im Schnitt kreisbogenförmige Fahrbahn
durch Magnete 1 gebildet, die in kontinuierlicher Folge in einem Zementfundament
2 eingebettet sind. Die Magnete 1 können z. B. aus gesinterten Ferriten oder ähnlichen
wirtschaftlich erstellbaren Werkstoffen bestehen, mit denen man bei Gegenüberstellung
mit gleichpoligen Magneten Abstoßungskräfte von etwa 3000 Kplm= erreicht. Die aus
gleichem Material bestehenden Gegenmagnete 3 befinden sich an der Unterseite des
Fahrzeugs 4, und zwar so, daß sich gleichsinnige Pole gegenüberstehen (N gegen N
oder S gegen S). Antrieb und Bremsung des Fahrzeugs 4 erfolgen durch einen an sich
bekannten linearen Induktionsmotor, der sich oberhalb des Wagens befindet und der
durch folgende Teile gebildet wird: Eine elektrisch leitfähige Metallschiene z.
B. aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, im folgenden als Leistungsschiene
5 bezeichnet, wird von Tragarmen 6 über der Mitte der unteren Fahrbahn 1, 2 gehalten.
Die Leistungsschiene 5 befindet sich mit geringem Luftspalt zwischen den Magnetjochen
7 des linearen Induktionsmotors. Diese werden von den im Schnitt gezeigten Induktionsspulen
8 durch Wechsel- oder Drehströme so aktiviert, daß wandernde Magnetfelder entstehen
(siehe z. B. E. R. L a i t h w a i t e , »Lineare Induktionsmotoren als Starthilfen«,
Interavia 8/1962, S.1029,1030). Die wandernden Magnetfelder erzeugen Wirbelströme
in der Leistungsschiene 5 und gleichzeitig je nach Schaltung steuerbare Antriebs-
oder Bremskräfte auf die Magnetjoche 7. Die Magnetjoche 7 sind in einem leichten
Gehäuse 9, z. B. aus Kunststoff oder Leichtmetallguß, eingebettet, das durch ein
Gelenk 10 mit dem Wagendach verbunden ist. Beidseitige Führungsrollen 11 vor und
hinter den Magnetjochen 9 sorgen für eine genaue Einhaltung des Luftspaltes zwischen
Jochmagneten 7 und Leistungsschiene 5. Für dieses Fahrzeug ist wesentlich, daß diese
Rollen 11 gleichzeitig die Führung des Fahrzeugs in den Kurven oder bei seitlichen
Windkräften übernehmen. Für die Stromzufuhr sind gefederte, schleifende oder rollende
Stromabnehmer 12 und Stromschienen 13 vorgesehen, wobei die Leistungsschiene 5 durch
isolierte Befestigung an den Tragarmen 6 auch als Stromleiter ausgenutzt werden
kann. Die Magnetjoche 7 können sich in vertikaler Richtung entlang der Leistungsschiene
5 frei verschieben, es werden also keine tragenden Kräfte auf diese übertragen,
sondern lediglich antreibende bzw. bremsende Kräfte und seitliche Führungskräfte.
Das Fahrzeug 4 stellt ein virtuelles Pendel dar, daß in den Kurven um die Achse
A des Gelenks 10 nach außen auspendeln kann. Es stellt sich ein Bahnneigungswinkel
a ein, der sich ergibt aus
Darin bedeutet G das im Schwerpunkt S des Wagens wirkende Wagengewicht,
ist die Fliehkraft, v ist die Geschwindigkeit, g die Erdbeschleunigung und r der
Kurvenradius. In besonders engen Kurven kann die untere Fahrbahn durch eine Reihe
zusätzlicher Magnetblöcke 17 an der Außenseite bogenförmig erweitert werden. Die
Leistungsschiene 5 kann durch ein Wetterschutzdach 14 gegen Schnee, Eis usw. geschützt
werden. Für den Transport, das Rangieren oder für kurze Strecken innerhalb von Städten
können eventuell ausfahrbare Hilfsfahrwerke 15 mit schwenkbaren spurenden Rädern
vorgesehen werden. Dabei ist auch eine Bahnform möglich, die durch den oben gelagerten
linearen Induktionsmotor gezogen, gebremst und geführt wird und auf normalen Eisenbahnschienen
16 oder auf glatten Zementschienen rollt. Auf diesen Strecken brauchen keine Magnete
1 vorhanden zu sein. F i g. 2 zeigt eine seitlich schwenkbare Standbahn, die von
Luftkissen 18 getragen wird. In diesem Falle ist die Fahrbahn 19 eine kreisbogenförmig
gewölbte Zementbahn mit glatter Oberfläche. Der Wagen 4 besitzt an seiner Unterseite
gewölbte Gleitkufen 22, die von flexiblen Schürzen 20 und Stoßdämpfern
21
gehalten werden. An der Umrandung tragen die Kufen 22 nach innen gerichtete
Strahldüsen, die in bekannter Art das Luftkissen 18 aufbauen, das das
Fahrzeug
4 in der Schwebe hält. Die Druckluft wird durch ein elektrisch getriebenes Gebläse
23 im Innern des Wagens erzeugt. Der lineare Induktionsmotor ist im Prinzip der
gleiche wie der von F i g. 1 und besteht aus der T-förmigen Leistungsschiene 24,
den Magnetjochen 7, den Induktionsspulen 8 und dem Gehäuse 25. Geführt werden die
Magnetgehäuse 25 und somit auch das Fahrzeug 4 durch Rollen 26, die über stromzuführende,
isoliert aufgeklebte Bänder an der Leistungsschiene 24 entlangrollen. Die
Außenseiten der Gehäuse 25 sind nach Art von Gelenksteinen zylindrisch gewölbt und
bilden zwischen den Gelenkjochen 27 ein Gelenk, dessen Achse A in der senkrechten
Mittelebene der Leistungsschiene 24 und möglichst hoch gelegen ist. Das Fahrzeug
4 kann in den Kurven um diese Achse A seitlich auspendeln oder ausschwenken.
Zur Übertragung der Antriebs- oder Bremskräfte sind vor und hinter den Gelenkjochen
27 Druckrollen 28 oder ähnliche Gleitbacken angebracht, die die Schwenkbewegung
des Wagens nicht behindern. Statt der Druckrollen 28 können auch gewölbte Nuten
oder Zähne an den Gelenkflächen des Gehäuses 25 und der Gelenkjoche 27 vorgesehen
werden, die die Längskräfte übertragen. Prinzipiell ist die Funktion der Pendelgelenke
der beiden Bahnen der F i g. 1 und 2 die gleiche. Das Beispiel der F i g. 2 gestattet
eine möglichst hohe Lage der Pendelachse A. Die Leistungsschiene 24 kann von bügelförmigen
Stützen 37 getragen werden, wie sie im Tunnelbau verwendet werden. Bei der Bahn
nach F i g. 3 handelt es sich um eine Hängebahn, bei der grundsätzlich die gleichen
Elemente wie bei den Standbahnen angewandt werden. Die Leistungsschiene liegt in
diesem Falle über dem Fahrzeug 4 und besteht aus der von Tragarmen 6 getragenen
profilierten T-Schiene 29 aus leitfähigem Leichtmetall. Auf ihrer Oberseite sind
nach oben gewölbte Magnete 31 eingebettet. Der untere vertikale Schenkel
32 der T-Schiene dient als Leistungsschiene. Die Gegenmagnete 30 werden von
gebogenen Auslegern 33 getragen, an denen der Wagen 4 hängt. Die Teile des linearen
Induktionsmotors sind die gleichen wie vorher, und zwar die Magnetjoche 7, die Induktionsspulen
8 und das als Gelenkstein ausgebildete Gehäuse 25. Die Außenjoche 27 des Pendelgelenks
haben entweder eigene Stützen 34 oder sie stützen sich gegen die Ausleger
33. Die Führung des Fahrzeugs 4 erfolgt wiederum durch stromabnehmende Rollen
26. Antreibende oder bremsende Kräfte werden durch die Druckrollen 28 vom Magnetgehäuse
25 auf den Wagen 4 übertragen. Für kürzere Strecken bei Langsamfahrt und über Weichen
in Städten oder beim Rangieren kann das Fahrzeug 4 auf schwenkbaren und spurenden
Hilfsrädern 37 als Standbahn fahren. Auf diesen Strecken können die tragenden Magnetblöcke
31 ausgelassen werden. Die Fahrbahn kann aus U-Schienen 36 bestehen, die sich in
die Mitte zwischen normale Eisenbahngeleise legen lassen und die auch leicht als
Weichen ausgebildet werden können. Die Hängebahn nach F i g. 3 läßt sich in Ländern,
in denen viel Schneefall, Eisbildung, Sandstürme und ähnliches vorkommen, gut durch
die Überdachung 14 schützen. Auch Kollosion mit größeren Vögeln kann vermieden werden,
da sich diese eher auf dem Schutzdach als darunter niederlassen werden. Als Schienenbahn
kann sie leicht mit bekannten Signalanlagen versehen werden, die ein sicheres Fahren
bei Nebel und Dunkelheit zulassen.