DE1680357C - Von Luftkissen oder Magneten getragene Stand- oder Hängebahn mit linearen Induktionsmotoren - Google Patents

Description

2. Stand- oder Hängebahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskufen oder -rollen (11 oder 26) gleichzeitig als Stromabnehmer ausgebildet sind, die in bekannter Weise mit geringem Anpreßdruck isoliert aufgesetzte verschleißfeste leitende Beläge der Leistungsschiene (5,24 oder 32) berühren.

3. Stand- oder Hängebahn nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie, wie bekannt, mit spurenden, federnden, eventuell einziehbaren Hilfsrädern (15 oder 35) versehen ist, die einen gelegentlichen Übergang und ein Fahren auf normalen Schienengeleisen (16) oder Hilfsschienen (36) gestatten.

4. Stand- oder Hängebahn nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie, wie bekannt, von einem Wetterschutzdach (14) oder von einem vollständigen Tunnelschutz (37) überdacht wird.

5. Stand- oder Hängebahn nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte Fahrbahn in engen Kurven entsprechend den auf ihr ausschwingenden Teilen des Fahrzeugs in bekannter Weise seitlich erweitert (zusätzliche Magnetblöcke 17, glatte Oberfläche 19, Magnetblöcke 31) ist.

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.

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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 schallen, das

1. sich über Luftkissen oder Magnete berührungsfrei und widerstandsann 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

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 öder 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 Rollenoder 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 Induktionsmotor! von der elektrisch leitfähigen vertikalen Leistungsschiene des linearen Induktionsmotor! durch Kufen oder Rollen seitlich geführt abei nicht vertikal getragen wird,

c) der Schwerpunkt des Fahrzeugs liegt: unterhalb der Pendelachse.

Die Führung des gesamten Fahrzeugs erfolgt da durch, daß nach einem weiteren Merkmal der Er findung die Führungskufen oder Rollen (»leichzeitij als Stromabnehmer ausgebildet sind, die in bekannte: Weise mit geringem Anpreßdruck isoliert aufgesetzt! verschleißfeste leitende Beläge der Leisttingsschieni berühren. Durch das Zwischenschalten ein fts Gelenke: zwischen die Magnetjochteile und das Fahrzeug win diesem ein seitliches Auspendeln oder Ausschwenket in eine natürliche Kurvenlage gestattet, ohne daß da

Gelenk selbst das Gewicht des Fahrzeugs zu tragen E. R. Laithwaite, »Lineare Induktionsmotoren als braucht. Das Gewicht des Fahrzeugs wird vielmehr Starthilfen«, Interavia 8/1962, S. 1029,1030). Die wanallein von den Luftkissen oder NUgneten getragen, dernden Magnetfelder erzeugen Wirbelströme in der die über die Fahrbahn gleiten, ohne diese zu be- Leistungsschiene 5 und gleichzeitig je nach Schaltung rühren. Beim Gleiten ist das Fahrzeug in der Lage, 5 steuerbare Antriebs- oder Bremskräfte auf die dank des Kreisbogenprofils der Fahrbahn ungehindert Magnetjoche 7. Die Magnetjoche 7 sind in einem eine seitliche, sich selbst stabilisierende Pendel- leichten Gehäuse 9, z. B. aus Kunststoff oder Leichtbewegung auszuführen. metallguß, eingebettet, das durch ein Gelenk 10 mit

Die Verwendung von pendelnden Aufhängungen dem Wagendach verbunden ist.

bei Luftkissenfahrzeugen ist an sich durch die to Beidseitige Führungsrollen 11 vor und hinter den französische Patentschrift 1457 471 bekannt Hierbei Magnetjochen 9 sorgen für eine genaue Einhaltung ist jedoch ein aufwendiges und schweres Traggerüst des Luftspaltes zwischen Jochmagneten 7 und Leinoivendig, welches zusätzlich ein schweres Fahrwerk sümgsschiene 5. Für dieses Fahrzeug ist wesentlich, eriordert, um eine genügende Steifigkeit für die daß diese Rollen 11 gleichzeitig die Führung des extrem vorn und hinten befindlichen, schwer be- 15 Fahrzeugs in den Kurven oder bei seitlichen Windlasteten Pendelgelenke zu erhalten. Außf-jdem besteht kräften übernehmen.

bei Kurvenfahrt die Gefahr des seitlichen Aus- Für die Stromzufuhr sind gefederte, schleifende

kippens; sehr hohe Kantenkräfte werden auf die oder rollende Stromabnehmer 12 und Stromschienen

Luftkissenlager wirken, besonders, wenn die resul- 13 vorgesehen, wobei die Leistungsschiene 5 durch

üVende Kraft aus Gewicht und Fliehkraft außerhalb *> isolierte Befestigung an den Tragarmen 6 auch als

der Luftkissenlager gerichtet ist. Stromleiter ausgenutzt werden kann.

Diese Nachteile werden bei der vorliegenden Er- Die Magnetjoche 7 können sich in vertikaler Rich-Bi₁ dung gerade dadurch vermieden, daß das Pendel- tung entlang der Leistungsschiene 5 frei verschieben, gelenk eine virtuelle Pendelachse darstellt, die nicht es werden also keine tragenden Kräfte auf diese überselbst das Gewicht des Fahrzeugs zu tragen braucht. »5 tragen, sondern lediglich antreibende bzw. bremsende Es handelt sich also keineswegs um eine Aufhängung Kräfte und seitliche Führungskräfte.
de. Fahrzeugs, da es sich praktisch ausschließlich Das Fahrzeug 4 stellt ein virtuelles Pendel dar, daß auf eine im Schnitt kreisbogenförmige Bahn oder in den Kurven um die Achse A des Gelenks 110 nach Schiene abstützt. Die Pendelachse ist dabei nach außen auspendeln kann. Es stellt sich ein Bahnoben oder unten verschieblich. Dadurch wird es 30 neigungswinkel α ein, der sich ergibt aus
möglich, die feste, für den Antrieb nötige Leistungsschiene des genannten Motors als Leit- oder Füh- ρ y*
rungsschiene für ein pendelndes Fahrzeug zu ver- tg « = — = —.
wenden. ^{G gr}

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der 35

Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt Darin bedeutet G das im Schwerpunkt S des

Fig. 1 eine von Magneten getragene schwenkbare Wagens wirkende Wagengewicht,

Standbahn in Vorderansicht, teilweise im Schnitt, _t

F i g. 2 eine von Luftkissen getragene schwenkbare f — . ^v.

Standbahn in Vorderansicht, teilweise im Schnitt, und 40 gr

F i g. 3 eine von Magneten getragene schwenkbare

Hängebahn in Vorderansicht, teilweise im Schnitt. ist die Fliehkraft, ν ist die Geschwindigkeit, g die

Für das Fahrzeug gemäß Fig. 1 wird eine im Erdbeschleunigung und r der Kurvenradius. In be-Schnitt kreisbov;enfönnige Fahrbahn durch Magnete 1 sonders engen Kurven kann die untere Fahrbahn gebildet, die in kontinuierlicher Folge in einem 45 durch eine Reihe zusätzlicher Magnetblöcke 17 an Zementfundament 2 eingebettet sind. Die Magnete 1 der Außenseite bogenförmig erweitert werden,
können z. B. aus gesinterten Ferriten oder ähnlichen Die Leistungsschiene 5 kann durch ein Wetterwirtschaftlich erstellbaren Werkstoffen bestehen, mit schutzdach 14 gegen Schnee, Eis usw. geschützt denen man bei Gegenüberstellung mit gleichpoligen werden.

Magneten Abstoßungskräfte von etwa 3000 Kp/m* 50 Für den Transport, das Rangieren oder für kurze

erreicht. Die aus gleichem Material bestehenden Strecken innerhalb von Städten können eventuell

Gegenmagnete 3 befinden sich an der Unterseite des ausfahrbare Hilfsfahrwerke 15 mit schwenkbaren

Fahrzeugs 4, und zwar so, daß sich gleichsinnige Pole spurenden Rädern vorgesehen werden. Dabei ist auch

gegenüberstehen (N gegen N oder S gegen S). eine Bahnform möglich, die durch den oben gelager-

Antrieb und Bremsung des Fahrzeugs 4 erfolgen 55 ten linearen Induktionsmotor gezogen, gebremst und

durch einen an sich bekannten linearen Induktions- geführt wird und auf normalen Eisenbahnschienen

motor, der sich oberhalb des Wagens befindet und 16 oder auf glatten Zementschienen rollt. Auf diesen

der durch folgende Teile gebildet wird: Strecken brauchen keine Magnete 1 vorhanden zu

Eine elektrisch leitfähige Metallschiene z.B. aus sein.

Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, im 60 F i g. 2 zeigt eine seitlich schwenkbare Standbahn, folgenden als Leistungsschiene 5 bezeichnet, wird die von Luftkissen 18 getragen wird. In diesem Falle

von Tragarmen 6 über der Mitte der unteren Fahr- ist die Fahrbahn 19 eine kreisbogenförmig gewölbte bahn 1, 2 gehalten. Die Leistungsschiene 5 befindet Zementbahn mit glatter Oberfläche. Der Wagen 4

sich mit geringem Luftspalt zwischen den Magnet- besitzt an seiner Unterseite gewölbte Gleitkufen 22,

jochen 7 des linearen Induktionsmotors. Diese wer- 65 die von flexiblen Schürzen 20 und Stoßdämpfern 21 den von den im Schnitt gezeigten Induktionsspulen 8 gehalten werden. An der Umrandung tragen die

durch Wechsel- oder Drehströme so aktiviert, daß Kufen 22 nach innen gerichtete Strahldüsen, die in

wandernde Magnetfelder entstehen (siehe z. B. bekannter Art das Luftkissen 18 aufbauen, das das

Fahrzeug 4 in der Schwebe hält. Die Druckluft wird dem Fahrzeug 4 und besteht aus der von Tragdurch ein elektrisch getriebenes Gebläse 23 im Innern armen 6 getragenen profilierten T-Schiene 29 aus des Wagens erzeugt. leitfähigem Leichtmetall. Auf ihrer Oberseite sind

Der lineare Induktionsmotor ist im Prinzip der nach oben gewölbte Magnete 31 eingebettet. Der gleiche wie der von F i-g. 1 und besteht aus der 5 untere vertikale Schenkel 32 der T-Schiene dient als T-förmigen Leistungsschiene 24, den Magnetjochen 7, Leistungsschiene. Die Gegenmagriete 30 werden von den Induktionsspulen 8 und dem Gehäuse 25. Ge- gebogenen Auslegern 33 getragen, an denen der führt werden die Magnetgehäuse 25 und somit auch Wagen 4 hängt. Die Teile des linearen Induktionsdas Fahrzeug 4 durch Rollen 26, die über strom- motors sind die gleichen wie vorher, und zwar die zuführende, isoliert aufgeklebte Bänder an der io Magnetjoche 7, die Induktionsspulen 8 und das als Leistungsschiene 24 entlangrollen. Gelenkstein ausgebildete Gehäuse 25. Die Außen-

Die Außenseiten der Gehäuse 25 sind nach Art joche 27 des Pendelgelenks haben entweder eigene von Gelenksteinen zylindrisch gewölbt und bilden Stützen 34 oder sie stützen sich gegen die Auszwischen den Gelenkjochen 27 ein Gelenk, dessen leger 33.

Achse A in der senkrechten Mittelcbene der Lei- 15 Die Führung des Fahrzeugs 4 erfolgt wiederum stungsschiene 24 und möglichst hoch gelegen ist. Das durch stromabnehmende Rollen 26.
Fahrzeug 4 kann in den Kurven um diese Achse A Antreibende oder bremsende Kräfte werden durch

seitlich auspendeln oder ausschwenken. die Druckrollen 28 vom Magnetgehäuse 25 auf den

Zur Übertragung der Antriebs- oder Bremskräfte Wagen 4 übertragen.

sind vor und hinter den Gelenkjochen 27 Druckrollen ao Für kürzere Strecken bei Langsamfahrt und über 28 oder ähnliche Gleitbacken angebracht, die die Weichen in Städten oder beim Rangieren kann das Schwenkbewegung des Wagens nicht behindern. Statt Fahrzeug 4 auf schwenkbaren und spurenden Hilfsder Druckrollen 28 können auch gewölbte Nuten rädern 37 als Standbahn fahren. Auf diesen Strecken oder Zähne an den Gelenkflächen des Gehäuses 25 können die tragenden Magnetblöcke 31 ausgelassen und der Gelenkjoche 27 vorgesehen werden, die die »5 werden. Die Fahrbahn kann aus U-Schienen 36 be-Längskräfte übertragen. stehen, die sich in die Mitte rwischen normale Eisen-

Prinzipiell ist die Funktion der Pendelgelenke der bahngeleise legen lassen und die auch leicht als beiden Bahnen der F i g. 1 und 2 die gleiche. Das Weichen ausgebildet werden können.
Beispiel der Fig. 2 gestattet eine möglichst hohe Die Hängebahn nach Fig. 3 läßt sich in Ländern,

Lage der Pendelachse A. Die Leistungsschiene 24 30 in denen viel Schneefall, Eisbildung, Sandstürme und kann von bügeiförmigen Stützen 37 getragen werden, ähnliches vorkommen, gut durch die Überdachung wie sie im Tunnelbau verwendet werden. 14 schützen. Auch Kollosion mit größeren Vögeln

Bei der Bahn nach Fig. 3 handelt es sich um eine kann vermieden werden, da sich diese eher auf dem Hängebahn, bei der grundsätzlich die gleichen Schutzdach als darunter niederlassen werden. Als Elemente wie bei den Standbahnen angewandt 35 Schienenbahn kann sie leicht mit bekannten Signalwerden, anlagen versehen werden, die ein sicheres Fahren bei Die Leistungsschiene liegt in diesem Falle über Nebel und Dunkelheit zulassen.

Hierzu 1 Blatt zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Von Luftkissen oder Magneten getragene und von linearen Induktionsmotoren getriebene s und gebremste Fahrzeuge einer schienengebundenen Stand- oder Hängebahn, gekennzeichnetdurch die Kombination folgender Merkmale:

IO

a) das Fahrzeug (4) stützt sich auf eine im Schnitt kreisbogenförmige Bahn oder Schiene (1,19 oder 31) berührungsfre: und kann um eine über dem Fahrzeug gelegene in Fahrtrichtung weisende virtuelle Pendelachse (A) seitlich ausschwenken,

b) die Pendelachse (A) bildet die Achse eines Gelenkes (10, 25 oder 27), das zusammen mit den antreibenden oder bremsenden Teilen des linearen Induktionsmotors (7, 8, 9, 25) ao von der elektrisch leitfähigen vertikalen Leistungsschiene (5, 24 oder 32) des linearen Induktionsmotors durch Kufen oder Rollen (11 oder 26) seitlich geführt, aber nicht vertikal getragen wird, as

c) der Schwerpunkt des Fahrzeugs liegt unterhalb der Pendelachse (A).