DE1755348A1

DE1755348A1 - Gaskissenfahrzeug

Info

Publication number: DE1755348A1
Application number: DE19681755348
Authority: DE
Inventors: Cockerell Christopher Sydney
Original assignee: Hovercraft Development Ltd
Current assignee: Hovercraft Development Ltd
Priority date: 1967-05-02
Filing date: 1968-04-29
Publication date: 1971-11-25
Also published as: US3526731A; GB1228588A; FR1567429A

Description

Me i-riinaung bezieht sich auf fahrzeuge, die sich längs einer vorbestimmten Bahn bewegen können, und sie betrifft insbesondere Fanrzeuge, die mit einer elektrischen Aufnahmevorrich tung versehen sind, mittels deren einem solchen fahrzeug ein elektrischer Strom von einem ortsfesten Leiter aus zugeführt werden kann, der sich längs der erwähnten vorbestimmten Bahn erstreckt, &enauer gesagt betrifft die Eriindung Fahrzeuge, die sicn längs einer vorbereiteten Führung bewegen können, und die oberhalb der Führung mindestens teilweise durch ein Druckgas-Bissen unterstützt werden, das zwischen dem Fahrzeugkörper und der Fünrung erzeugt und aufrechterhalten wird, wobei das jjanrzeug mit Hilfe einea sogenannten linearen Induktionsmotors angetrieben wirde

Beispiele für Fahrzeuge der zuletzt genannten Art sind

in αem Patent dem r&tent sanrieben.

(Patentanmeldung P 1 405 547.1) und (Patentanmeldung H 63 857 Il/20a) be-

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Es wird erwartet, daß sich Fahrzeuge der zuletzt genannten Art mit sehr nohen Geschwindigkeiten von z.B. etwa 320 km/h bewegen können; bei diesen Geschwindigkeiten ist es schwierig, den Wicklungen der linearen Motoren einen elektrischen Strom zuzuführen. Insbesondere ist es schwierig, einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Stromabnehmer und den ortsfesten Stromschienen bei hohen Geschwindigkeiten aufrechtzuerhalten, ohne daß mit Kontaktbelastungen gearbeitet wird, die zu einer übermäßigen Abnutzung des Stromabnehmers und/oder der ortsfesten Stromschienen führen würde·

Gemäß der Erfindung wird ein fahrzeug, das sich längs einer vorbestimmten Bahn bewegt, mit elektrischen Stromabnehmereinrichtungen versehen, mittels deren ein elektrischer Strom von einem ortsfesten Leiter abgenommen werden kann, der sich längs der vorbestimmten Bahn erstreckt; dieser Stromabnehmer umfaßt bewegliche Leiter von flexibler Konstruktion, eine Vorrichtung, mittels deren die Leiter so bewegt werden können; daß sich derjenige Teil jedes Deiters, welcher die zugehörige ortsfeste Stromschiene berührt, gegenüber dem Fahrzeug in einer Ricntung bewegt, die der fahrtrichtung des .Fahrzeugs entgegengesetzt ist, sowie ein· Vorrichtung, mittels deren die Leiter gegen die ortsfesten Stromschienen vorgespannt werden, so daß sich die Leiter verformen können, um eine einwandfrei· Berührung mit den ortsfesten Stromschienen zu gewährleisten, wob·! die erwähnten Leiter eine solche i'orm haben, daß während ihrer Bewegung ständig ein Teil der Leiter in Berührung mit d«n ortsfesten Stromschienen gehalten wird·

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Vorzugsweise werden die die ortefesten Stromschienen berührenden ^xeile der erwähnten Leiter Mit einer solchen Geschwindigkeit bewegt, daß ein geringer Schlupf auftritt, der zu einer ständigen Selbstreinigung der Kontaktflächen führt.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfassen die erwähnten Leiter oder Zuleitungen mehrere dünnwandige Kegel, die auf einer drehbaren Welle angeordnet und miteinander verschachtelt sind, und es sind Vorrichtungen vorgesehen, mittels deren ein Randabschnitt jedes Kegels gegen die zugehörige ortsfeste Stromschiene gedrückt wird, so daß der Randabschnitt abgeflacht und in Anlage an der ortsfesten Stromschiene gehalten wird·

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die erwähnte Leitereinrichtung einen endlosen Gurt umfassen, der in einer im wesentlichen senkrechten Ebene bewegbar ist, wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, mittels deren der untere Strang des Gurtes in Berührung mit der zugehörigen ortsfesten Stromschiene gebracht wird, so daß das Bestreben besteht, den Gurt flachzudrücken und ihn in Beriihrung mit der ortsfesten Stromschiene zu halten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines sich längs einer vorbereiteten Führung bewegenden Luftkissenfahrzeugs.

Fig. 2 ist ein in größerem Maßstäbe gezeichneter Schnitt längs der Linie II-II in Flg. 1 und veranschaulicht eine Aus—

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führungsform der Erfindung.

Pig. 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 2, der
teilweise als Schnitt gezeichnet ist.

Pig. 4 ist ein Teil einer Seitenansicht einer anderen Aueführungsform der Erfindung.

Fig. 5 ist ein Schnitt durch einen elektrischen Stromabnehmer, der gemäß der Erfindung mehrere Gruppen von miteinander verschachtelten Kegeln umfaßt.

Pig. 6 zeigt einen Stromabnehmer mit drei durch Abstände getrennten dünnwandigen Zylindern aus leitfähigem Metall, deren freie Ränder mit Stromschienen zusammenarbeiten.

Gemäß Fig. 1 bis 3 wird ein Luftkissenfahrzeug 1, das sich mit hoher Geschwindigkeit längs einer vorbereiteten Führung 2
aus -Beton bewegen kann, wobei die Führung im senkrechten Querschnitt eine rechteckige Form hat, oberhalb der Oberseite 3 der Führung durch zwei Druckluftkissen 4 unterstützt, die zwischen dem Fahrzeugkörper 5 und der Fläche 3 der Führung erzeugt und
zwischen diesen Teilen durch Luftvorhänge 6 zusammengehalten
werden, die aus hier nicht gezeigten ringförmigen Öffnungen im Boden des Fahrzeugkörpers auftreten· Pas Fahrzeug 1 wird längs der Führung 2 durch zwei Druckluftkissen 7 geführt, die zwischen den Seitenflächen 8 der Führung und benachbarten Teilen 9 des ' Fahrzeugs erzeugt werden, welch letztere die Seitenflächen der Führung übergreifen. Diese ^HFührungs^fl-Druckluftkissen 7 werden durch Luftvorhänge 10 zusammengehalten, die dadurch erzeugt

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werden, daß Druckluft über hier nicht gezeigte ringförmige Offnungen in den mit 9 bezeichneten Teilen des Fahrzeugkörpers abgegeben wird» Die zur Erzeugung der Druckluftkissen 4 und benötigte Luft wird über seitliche Einlasse 12 mit Hilf" eines Verdichters 13 angesaugt, der durch einen Motor 14 angetrieben wird. Weitere Einzelheiten bezüglich der Erzeugung von Druckluftkissen zum Unterstützen und Führen eines durch eine Führung geführten Luftkissenfahrzeugs finden sich in dem Patent (Patentanmeldung H 63 857 Il/20a).

Das Fahrzeug wird längs der Führung 2 durch ein lineares · ^ Motorsystem angetrieben, das eine Schiene 15 umfaßt, die gemäß Fig. 2 vom mittleren Teil der Führungsfläche 3 aus senkrecht nach oben ragt, sowie zwei Wicklungen 16 für den linearen Motor, wobei eine Wicklung auf der einen Seite der Schiene 15 und die andere Wicklung auf der anderen Seite der Schiene angeordnet ist.

Der elektrische Strom wird den Wicklungen 16 mit Hilfe einer ortsfesten Dreiphasen-Stromschienenanordnung 17 zugeführt, die sich parallel zu der Führung 2 erstreckt, sowie durch elek- λ trische Stromabnehmer 18, ein dreiadriges Kabel 19» einen Regler 20 und weitere dreiadrige Kabel 21·

Die Stromabnehmervorrichtung 18 umfaßt drei dünnwandige, z.B eine Wandstärke von etwa 1,0 mm aufweisende Kegel 25 aus einem elastischen, elektrisch leitenden Material, z.B. Kupfer oder einer Kupferlegierung, die gleichachsig und miteinander verschachtelt auf einer drehbaren Welle 26 angeordnet sind, die

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durch einen Elektromotor 27 angetrieben arird, welcher an der Unterseite des einen mit 9 bezeichneten Teils des tfahrzeugkörpers befestigt ist. Die Kegel 25 sind an der Welle 26 lösbar befestigt, so daß sie erforderlichenfalls erneuert werden können« Der Motor 27 dreht die Kegel 25 in einer solchen Richtung, dafl sich die unteren Teile der Ränder der Kegel gegenüber dem Fahrzeug 1 in einer Richtung bewegen, die der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzt ist. Vorzugsweise wird die Welle 26 mit einer solchen Drehzahl angetrieben, daß die Kelativgeschwindigiceiten, die sich zwischen den Rändern der Kegel 25 und den zu-™ gehörigen Stromschienen 36 ergeben, zu einem geringen Schlupf führen, so daß eine ständige Selbstreinigung der Kontaktflächen der Kegel und der Stromschienen erzielt wird. Die Kegel 25 sind durch isolierte Kabel 28, auf der Welle 26 angeordnete Schleifringe 29 und Kontaktbürsten 30 mit dem dreiadrigen Kabel 19 verbunden.

Sie ortsfeste Stromschienenanordnung 17 umfaßt einen isolierenden Klotz 35, der drei durch Abstände getrennte Stromschienen 36 trägt, Ton denen je eine für jede der drei Phasen P des zuzuführenden Stroms vorgesehen ist. Die Stromschienen 36 sind mit den einzelnen Leitern 37 eines dreiadrigen Hauptspeisekabels verbunden. Die Abstände zwischen den Stromschienen 36 sind im wesentlichen ebenso groß wie die Abstände zwischen den. Kegeln 25·

Die Stromabnehmervorrichtung 18 ist so angeordnet, daS die relative Lage der Welle 26 und der ortsfesten Stromschienenanordnung 17 derart ist, daß die untersten Randabsohnitte der

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Kegel 25 gegen die Stromschienen 36 gedrückt werden, wohei es die geringe Wandstärke der Kegel ermöglicht, daß diese Teile der Kegel elastisch verformt werden, so daß sich gemäß Fig. 3 eine erhebliche Kontaktfläche zwischen den Kegeln und den Stromschienen 36 ergibt. Die Verwendung der dünnwandigen Kegel als Stromabnehmer gewährleistet, daß jeweils ein Randabschnitt jedes Kegels ständig in Berührung mit der zugehörigen Stromschiene gehalten wird·

Da die Kegel 25 eine geringe Wandstärke haben, ist ihre Massenträgheit gering, so daß sich die mit den Stromschienen zu- Λ sammenarbeitenden Randabschnitte leicht nach oben und unten verformen lassen, um allen Unregelmäßigkeiten der Stromschienen 36 zu "folgen?, so daß der elektrische Kontakt nicht unterbrochen ' wird, und daß die Kegel 25 und die Stromschiener 36 keinem übermäßigen Verschleiß ausgesetzt sind·

Bei der in Fig. 5 gezeigten abgeänderten Ausführungsform sind jeder Stromschiene 36a mehrere miteinander verschachtelte Kegel 25a zugeordnet. Bei dieser Anordnung verringert sich die Funkenbildung, denn sie gewährleistet auch dann einen elektri- ä sehen Kontakt mit den Stromschienen 36a, wenn sich das Fahrzeug 1 bei seiner ü'ahrt mit hoher Geschwindigkeit längs einer kurzen Strecke in einer seitlichen Richtung bewegt,

Fig. 6 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführu^gsform, bei der die Kegel 25 nach Fig. 3 durch gleichaehsig angeordnete, miteinander verschachtelte dünnwandige Zylinder 25c ersetzt sind.

Bei diesen abgeänderten Ausführungsformen ist die Welle 26c

■unter einem Winkel gegenüber der Waagerechten angeordnet, so daß

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sich die Kegel bzw· die Zylinder etwas durchbiegen können, damit sie elastisch in Berührung mit den zugehörigen Stromschienen gehalten werden.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei der die Stromabnehmereinrichtung 50 drei endlose Gurte 51 umfaßt, von denen in Pig. nur einer dargestellt ist; diese eine geringe Massenträgheit aufweisenden Gurte sind nebeneinander angeordnet und durch Abstände voneinander getrennt; jeder der drei Stromschienen 36 ist ein solcher Gurt zugeordnet. Die Gurte 51 bestehen aus einem porösen Material, bei dem die Foren mit Graphit gefüllt sind» 8· daß die Gurte einen elektrischen Strom fortleiten können. Die Gurte 51 sind in einer im wesentlichen senkrechten Ebene bewegbar auf an ihren Enden vorgesehenen Rollen 52 und 53 gelagert, wobei der obere Strang jedes Gurtes durch paarweise angeordnete Rollen 54 gerührt und unterstützt wird. Die Gurte 51 werden so angetrieben, daß sich ihre unteren Stränge gegenüber dem Fahrzeug 1 in einer Richtung bewegen, die der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzt ist; zu diesem Zweck ist ein Motor 54a vorgesehen, der mit der Rolle 52 durch ein Getriebe. 55 verbunden ist. Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausfünrungsform werden die Gurte 51 vorzugsweise mit einer solchen Geschwindigkeit angetrieben, daß ein geringer Schlupf zwischen dem unteren Strang jedes Gurtes und der zugehörigen ortsfesten Stromschiene der Vorrichtung 17 auftritt und die Kontaktflächen daher automatisch gereinigt werden.

Wenn die ortsfeste Stromschienenanordnung 17 nicht vorhanden wäre, würden die unteren Stränge der Gurte 51 unter der

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Wirkung von ülienkräften bestrebt sein, die in I'ig. 4 mit einer strichpunktierten Linie angedeutete Form anzunehmen· Jedoch ist die relative Anordnung der ortsfesten Leitschienengruppe 17 und des Stromabnehmers 50 derart, daß der untere Strang jedes Gurtes 51, in der aus i'ig. 4 ersichtlichen Weise gegen die zugehörige Stromschiene 36 gedrückt wird. Hierdurch wird gewährleistet, daß eine große Kontaktfläehe zwischen den Gurten und den Stromschienen vorhanden ist.

Da die Gurte 51 ständig in Berührung mit den Stromschienen 36 gehalten werden, fließt der Strom von den Stromschienen aus zu dem Kabel 19» und zwar über die Gurte 51 und Kontaktbürsten 69» die mit einem geringen Druck an den hinteren Enden der Gurte anliegen. Wenn sich das fahrzeug 1 bei seiner Fahrt längs der Führung nach oben und unten bewegt, kann sich auch der untere Strang jedes Gurtes in senkrechter Richtung bewegen, um in ständiger Berührung mit der zugehörigen Leitschiene 36 zu bleiben, so daß ein guter elektrischer Kontakt aufrechterhalten wird·

Zum Zweck der Inbetriebsetzung können -eedern vorgesehen sein, mittels deren die Gurte 51 gegen die Leitschienen 36 gedrückt werden.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung wird das i'anrzeug 1 nicht durch ein lineares Motorsystem, sondern durch eine Luftschraube angetrieben, die ihrerseits durch einen Elektromotor angetrieben wird.

Bei einer weiteren abgeänderten Ausführungsform ist eine Einrichtung vorgesehen, mittels deren die Geschwindigkeit geregell

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werden kann, mit der die Welle 26 nach Flg. 3 und/oder die Gurte 51 nach Flg. 4 angetrieben werden, und zwar entsprechend der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 auf eine solche Weise, daß dann, wenn die Fahrgeschwindigkeit dee Fahrzeuge zunimmt oder eich verringert, auch die Drehzahl der Welle 26 bzw· die Umlaufgeschwindigkeit der Gurte 51 entsprechend erhöht bzw. verringert wird·

Patentansprüche:

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Fahrzeug, das vorzugsweise durch einen linearen Motor angetrieben werden kann, um sich längs einer vorbestimmten Bahn zu bewegen, wobei das Fahrzeug mit einer elektrischen Vorrichtung zum Abnehmen von Strom von ortsfesten Leitern versehen ist, die sich längs der vorbestimmten Bahn erstrecken, wobei die Stromabnehmervorriohtung bewegliche Leiter von flexibler Konstruktion umfaßt, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (18, 27)» * mittels deren die flexiblen Leiter (25) so bewegt werden können, daß sich derjenige Teil derselben, der in Berührung mit dem betreffendin ortsfesten Leiter (36) steht, gegenüber dem Fahrzeug (1) in einer Richtung bewegt, die der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzt ist, sowie durch eine Vorrichtung, mittels deren die Leiter (25) gegen die zugehörigen ortsfesten Leiter öler Stromschienen (36) gedruckt werden, so daß sich die beweglichen Leiter verformen, um innerhalb einer erheblichen Fläche In Berührung mit dem betreffenden ortsfesten Leiter zu treten, wobei * die beweglichen Leiter eine solche Form haben, daß während ihrer Bewegung stets ein Teil derselben in Berührung mit der zugehörigen ortsfesten Stromschiene bleibt·

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die ortsfesten Stromschienen berührenden Teile der Leiter (25) mit einer solchen Geschwindigkeit bewegt werden, daß ein geringer Schlupf auftritt, der zu einer selbsttätigen Reinigung der Kontaktflächen führt.

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3. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leiter (25, 25a) mehrere dünnwandige Kegel umfassen, die vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen, auf einer drehbaren Welle (26, 26a) angeordnet und miteinander verschachtelt sind, und daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, mittels deren ein Randabschnitt jedes Kegels fest gegen die zugehörige ortsfeste Stromschiene gedrückt wird, wobei vorzugsweise drei solche Kegel vorgesehen sind, und wobei jeder Kegel mit einem gesonderten ortsfesten Leiter bzw. einer Stromschiene (36) zusammenarbeitet, so daß jeder Kegel eine Phase eines Dreiphasenstroms aufnimmt·

4. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Leiter die Form von gleichachsig angeordneten, miteinander verschachtelten dünnwandigen Zylindern (25c) haben, die auf einer Welle (26c) angeordnet ist, welche unter einem Winkel gegen die Waagerechte verläuft.

5. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteranordnung einen endlosen Gurt (51) umfaßt, der in einer im wesentlichen senkrechten Ebene bewegbar ist, sowie eine Vorrichtung, mittels deren der untere Strang des Gurtes in Berührung mit der zugehörigen ortsfesten Stromschiene (36) gebracht wird, so daß sich der untere Strang flach an die ortsfeste Stromschiene anlegt, wobei der Gurt vorzugsweise aus einem porösen Material besteht und die Poren des bzw. jedes Gurtes mit Graphit gefüllt sind, so daß die Gurte einen elektrischen Strom fortleiten können.

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6. ü'anrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Bewegung der "beweglichen Leitervorrichtung in einer solchen Beziehung zur Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs steht, daß die erwähnten Leiter ständig entweder in Huhe bleiben oder sich gegenüber den ortsfesten Leitern bzw. Stromschienen langsam bewegen₀

Der Patentanwalt:

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