DE1906736A1

DE1906736A1 - Befoerderungssystem

Info

Publication number: DE1906736A1
Application number: DE19691906736
Authority: DE
Inventors: Edwards Lawrence K
Original assignee: TUBE TRANSIT CORP
Current assignee: TUBE TRANSIT CORP
Priority date: 1968-05-08
Filing date: 1969-02-11
Publication date: 1969-11-20
Also published as: US3565011A; IL31565A0; FR2007950A1

Description

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Tube Transit Corporation,
Palo Alto, Calif., V.St.A.

üefÖrderunp;s system

Die Erfindung betrifft ein Beförderun^ssyatem, welches am Erdboden mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, mit einer Röhre, durch die ein Fahrzeug als freier Kolben normalerweise dadurch bewegbar ist, daß zwischen seiner Vorderseite und seiner Rückseite ein Luftdruckunterschied besteht. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Beförderung3-systems.

Es ist ein mit hoher Geschwindigkeit am Boden betriebenes Beförderungssystem bekannt, das eine Röhre aufweist, durch welche ein passendes Fahrzeug als freier Kolben dadurch hindurchgetrieben werden kann, daß auf seine Rück- und Vorderseiten unterschiedliche Luftdrücke einwirken. Die Röhre besitzt an ihrem einen Ende ein Eingangsventil und an ihrem anderen Ende ein Ausgangsventil. Die beiden Ventile sind, wenn sie geschloäsen sind, dazu bestimmt, einen sich vom einen Ventil zu» anderen erstrakkenden Abschnitt der Röhre abzusperren. Dieser Abschnitt wird auf einen Unterdruck evakuiert, bevor ein Fahrzeug in ihn hineinfährt. Außerhalb der Ventile befindliche Endteile der Röhre bilden Luftschleusen und HalteStationen, die zur Atmosphäre hin

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offen sind. Beim normalen Betrieb befindet sich das Fahrzeugzunächst in einer ersten Station. Dann wird das entsprechende, als Eingangsventil verwendete Ventil geöffnet, worauf sich das Fahrzeug aufgrund des auf seiner Rückseite v/irkenden Atmosphärendruckes durch das Ventil hindurch und vcn diesem fortbewegt. Nachdem die Rückseite des Fahrzeugs das Eingangsventil passiert hat, wird dieses normalerweise zu einex^ genau festgelegcen Zeit geschlossen, wobei eine Blase aus atmosphärischer Luft in der Rohre eingeschlossen wird. Die Luftblase dehnt sich aus und treibt das Fahrzeug weiter durch die Höhre, bis der Luftdruck hinter und vor dem Fahrzeug gle> ch grofi. ist. Danach gleitet das Fahrzeug unter dem Einfluß seiner eigenen kinetischen Energie weiter und preßt dabei die vor ihm befindliche Luft zusammen. VJenn der Luftdruck vor dem Fahrzeug den Atmosphärendruck geringfügig übersteigt, so öffnet sich das Ausgangsventil, durch welches das Fahrzeug hindurchfährt und somit aus der Röhre in die Station gelangt. Ln der Station wird durch den dort herrschenden Atmosphärendruck das Fahrzeug zum Stehen gebrach!;, und hinter inm schließt sich das Ausgangsventil. Zur Feinregelung des Haltepunktes des Fahrzeugs in der Station sind pneumatische Hilfseinrichtungen vorgesehen, die aber nicht in der Lage si: d, das Fahrzeug in einem Hotfall anzuhalten, mit welchem sich die Erfindung vor allem befaßt.

Wegen der in einem Beförderungssystem der vorliegenden Art auftretenden hohen Geschwindigkeiten wurden umfangreiche Untersuchungen des Sicherheitsverhaltens vorgenommen. Biese Untersuchungen haben ergeben, daß das Veraagen eines Eingangs- oder Ausgangsveniils gefährlicher ist ala irgend eine andere praktisch mögliche Störung. Wenn allerdings daai Ausgangsventil in einer bevorzugten Weise als Klappenventil betrieben wird, das keines von außen kommenden Befehles und keiner äußeren Leistungsquelle bedarf und so ausgebildet ist, daß Θ3 in dem unwahrscheinlichen Fall eines unmittelbaren Anatoßens des Fahrzeugs den Weg freigibt, so könnt man zu dem Schluß, daß das Ausgangsventil keine ernste Gefahr darstellt.

Das Eingangsventil jedoch bereitet größere Sorgen. Zwar stellt es kein Sicherheiteproblem dar, wenn es sich nicht öffnet, denn die einzige Folge wäre, daß das Fahrzeug unbeweglich in der

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Station stehen bleiben würde, lienn aber das Fahrzeug in de,r normalen V/eise unterwegs ist und sich dann das Eingangsventil nicht · richtig schließt, so besteht die i-iöglichkeit, daß das Fahrzeug seinen Bestimmungsort entweder mit übermäßiger Geschwindigkeit odor aber überhaupt nicht erreicht.

Die Erfindung bezweckt, ein schnelles Bodenbeförderungssystem sowie ein Verfahren anzugeben, wobei das Fahrzeug in einem Hotfall, bei welchem das Eingangaventil sich entweder zu früh oder nur teilweise oder überhaupt nicht schließt, in der · Station am Ende der Fahrstrecke zum btehen gebracht wird. In diesem Notfall soll die gesamte Röhre schnell auf atmosphärischen Druck gebracht werden können, so daß man sich keine Sorgen machen muß, ob dae Fahrzeug druckdicht ist, und die Passagiere nach dem Anhalten des Fahrzeuge sofort aussteigen können. Die Wahrscheinlichkeit, daß das Fahrzeug mitten zwischen den Stationen stehen bleibt, soll möglichst gering sein, so daß keine zentralen Aufzugschachte erforderlich sind, zumal diese Schv/ierigkeiten bereiten, wenn· die Röhre beispielsweise unter einer Bucht oder einem Fluß hindurchführt. Wenn ein Halt an einer abgelegenen und unbekannten Stelle unwahrscheinlich ist, wird bei einem solchen System eine Belästigung und Beunruhigung der Passagiere vermieden. Schließlich bezweckt die Erfindung, ein Beförderungssystem anzugeben, bei welchem eine schnelle pneumatische Bremsung des Fahrzeugs bei der Einfahrt in die Station vermieden wird und mt— chanische Bremsvorrichtungen ohne übermäßige Bremsrate verwendet werden können.

Gemäß der Erfindung ist ein Leförderungssystem vorgesehen, welches am Erdboden mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, mit einer Röhre, durch die ein Fahrzeug als freier Kolben dadurch bewegbar ist, daß auf seine Enden ein unterschiedlicher Luftdruck wirkt, und die mit zwei Ventilen versehen ist, von denen das eine an ihrem Eingangsende angeordnet ist und dazu bestimmt ist, geschlossen zu werden» wenn die Fahrzeugrückseite sich an ihm vorbeibewegt hat, und eine Antriebaluftblase in der Röhre hinter dem Fahrzeug einzuschließen, während das andere, an ihrem .Ausgangsende befindliche Ventil dazu bestimmt ist, sich _zu öffnen, wenn das Fahrzeug sich ihm nähert, und diesem die Vorbei- und Ausfahrt in eine Station zu ermöglichen. Gemäß der

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ORiGiNAL

Erfindung besitzt dieses System eine auf das Betriebsverhalten des Lin?-an/sveritils ansprechende Einrichtung zur Erzeugung eines die Homentanstellung des Eingangsventils anzeigenden Sirnales, eine von diesem Sirnal abhängige Einri chtung zur Berechnung der z-eit, bei \.elcher atmosphärische luft vor dem Fahrzeug in die Röhre zu leiten ist, falls das Signal eine fehlerhafte Stellung des Eingangsventils anzeigt, sov;ie eine Einrichtung zur Zuführung dieser Luft zur berechneten 2',eit und zur Flutung der Röhre vor dem Fahrzeug mit Luft, so daf. das Fahr ^iU₁-: , ebremst und in der Station angehalten v;ird.

Bei einem Verfahren r-ernäß der Erfindung· zum /Inhalten eines Fahrzeugs in einer station für den Notfall, daß ein Eingangsventil nicht in der vorgeschriebenen Weise schließt, in einem Beförderungssystem, in welchem das Fahrzeug als freier Kolben aufgrund eines auf seine Enden wirkenden unterschiedlichen Luftdrucks durch die Röhre getrieben wird, an deren Eingangsende das Eingangsventil angeordnet und dazu bestimmt ist, geschlossen zu werden, wenn die Fahrzeugrückseite sich an ihm vorbeibewegt hat, und eine Antriebsluftblase in der Röhre hinter dem Fahrzeug einzuschließen, und in welchem die Röhre an -ihrem Ausgangsende mit einem Ausgan»-sventil versehen ist, das dazu bestimmt ist, sich zu öffnen, wenn das Fahrzeug sich ihm nähert, und diesem die Vorbei- und Ausfahrt in eine Station zu ermöglichen, wird jedes fehlerhafte Schließen des Eingangsventils und dessen Offenhaltung während der Fahrt des Fahrzeugs gemeldet, und daraufhin wird zu einer Zeit, die so berechnet wird, daß das Fahrzeug in einer Station stehen bleibt, vor dem Fahrzeug atmosphärische Luft in den Kanal geleitet, die das Fahrzeug bremst.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Zeichnung zeigt in:

3?ig.1 eine schematische Darstellung eines Teiles eines Beförderungssystoms mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung, durch welche das Fahrzeug in einem Notfall zum Stehen " gebracht wird;

Fig.2 eine graphische Darstellung der kinetischen Energie eines Fahrzeugs als Funktion der Entfernung unter normalen Bedingungen und unter den Bedingungen eines Hotfalls; Fig.3A eine graphische Darstellung des Geschwindigkeits-

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profiles der Iufb in der Röhre zu einem Zeitpunkt, zu dem sich das Fahrzeug im Mittelteil der Röhre befindet, für den Fall einer normalen F-ahrb des Fahrzeugs ; und

Fig-3B eine graphische Darstellung des Geschwindigkeitsprofiles der Luft in der Röhre zu einem Zeitpunkt, zu dem sich das Fahrzeug im Mittelteil der Röhre befindet, unter den Bedingungen eines Notfalls.

In der Zeichnung sind sich entsprechende Bestandteile mit entsprechenden ßezugszeicheri versehen.

liie in Fig.1 dargestellt ist, erstreckt sich ein üunriel oder eine unterirdische Röhre 1 längs der Fahrstrecke eines Beförderungssystems von einer Station S1 zu einer Station S2. Ein Fahrzeug 3 kann durch einen Druckunterschied zwischen seiner Rickseite und seiner Vorderseite als freier Kolben durch die Röhre hindurchgetrieben v/erden. Der Eingang des Fahrzeugs aus der btation B1 in die Röhre erfolgt über ein am Eingangsende der Röhre vorgesehenes Eingangsventil 5· Über ein Ausgangsventil 7 am Ausgangsende der Röhre gelangt dae Fahrzeug aus der Röhre in eine Station S2. Die Ventile 5 und 7 können so ausgebildet sein, wie es in der amerikanischen Patentanmeldung Serial ilo. 710 582 vom 5.iiärz 1968 bzw. in der entsprechenden deutschen Patentanmeldung ... beschrieben ist. Selbstverständlich können je nach der gewünschten Gesamtlänge des" Eeförderungssystems weitere Abschnitte der Röhre vorhanden sein.

Wenn sie geschlossen sind, sperren die Ventile 5 und 7 zwischen den Stationen S1 und S2 einen vom einen Ventil zum anderen rei'chenden Abschnitt B der Röhre ab. Beispielsweise mittels einer geeigneten Saugpumpe (nicht dargestellt) kann dieser Röhrenabschnitt auf einen Unterdruck, z.B. auf etwa 5It7 Torr (1psi), evakuiert werden. Jede Station ist mit einem Sahacht 11 versehen, durch den atmosphärische Luft in die Station hinein oder aus ihr herausströmen kann.

Eine Fahrt des Fahrzeugs 3 von der Ausgangsstation S1 zur Bestimmungsstation S2 wird bei geschlossenem Ausgangsventil 7 durch Offnen des Eingangsventils 5 eingeleitet. Da der Röhrenabschnitt B zuvor auf den erwähnten Unterdruck von beispielsweise etwa 51,7 Torr evakuiert worden ist, schiebt der in der Station S1 herrschende, auf die F_ahrzeugrückseite wirkende atmosphärische

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Luftdruck das Fahrzeug vorwärts und in den Abschnitt B hinein. Y/enn die Rückseite des Fahrzeugs das Mngangsventil 5 passiert und eine gewisse Entfernung erreicht hat, wird normalerweise das Eingangsveritil geschlossen, wobei es hinter dem Fahrzeug eine Antriebsluftblase einschließt. Diese Luftblase dehn^ sich aus und bewirkt, da*:, das Fahrzeug im Abschnitt B beschleunigt wird. In Fig.1 ist das Fahrzeug dargestellt, wie es unter .Beschleunigung aufgrund der Lxpansion der eingefangenen Luftblase durch den Abschnitt fährt. In abnehmendem Maße wird das Fahrzeug weiter beschleunigt, bis es einen tunkt erreicht, wo der'vor ixim herrschende Druck ungefähr gloich dem Druck hinter ihm ist. Nun beginnt das Fahrzeug, langsamer zu werden, während es die zwischen seinem vorderen Lnde und dem geschlossenen Ausgangsventil 7 eingefangene Luft zusammenpreist. Wenn der Druck vor dem Fahrzeug: um einen kleinen Betrag: den Atmosphärendruck übersteigt, öffnet sich das Ventil 7» und der Zug fährt in die Station S2 hinein und beendet seine zieise von der btation 81 zur Station S2. Wenn die Hückseite des Zuges das Ausgangsventil 7 passiert, schließt sich dieses Ventil, so daß der Unterdruck im Abschnitt B der Höhre erhalten bleibt.

Für große und schwere Züge, wie sie in einem städtischen Massehverkehrssystem erforderlich sind, ist es zweckmäßig, eine zusätzliche Antriebskr«ftquell», nämlich die Schwerkraft₉ dadurch nutzbar zu machen, daß sich die Röhre von den Stationen aus nach unten neigt, wie in Fig.1 dargestellt ist. Die Röhre sinkt also in einem Bogen von bestimmter Gestalt zwischen den Stationen auf eine größere liefe ab als bei den Stationen selbst. Bei dieser Anordnung dient die Schwerkraft dazu, die Beschleunigung des die Station S1 verlassenden Fahrzeugs zu erhöhen und seine Abbrem— sung zu verstärken, wenn es sich der Station S2 nähert, so daß mit dem gleichen hohen Wirkungsgrad eines Pendels potentielle und kinetische Energie untereinander ausgetauscht werden. Wenn also dat Fahrzeug den abfallenden !eil des Bogens hinunterfährt, wird es sowohl durch die Schwerkraft als auch durch den unterschiedlichen Luftdruck auf seine Vor der— und Rückseite beschleunigt, ähnlich wird es durch die Schwerkraft und durch die Zusam— menpressung der vor ihm befindlichen Luft gebremst, wenn es den ansteigenden Bcgenteil hinauffährt, wobei der Energieverlust

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aufgrund der Schwerkraft', gleich dem „,nerrie Zuwachs ist, dqn es y.uvor auf dem abfallenden 'l'eil erfahren hatte. Das Fahrzeug bleibt also in der normalen Weise in der Station stehen, falls die pneumatischen und anderen Eriergiekomponenten ausgeglichen sirid. Die kinetische Energie des Fahrzeugs afugrund der pneumatischen Kräfte sowie der Schwerkraft bei einer normalen Fahrt zwischen den Stationen S1 und S2 ist durch die Kurve A in Fig.2 dargestellt.

Ls ist bekannt, ein mit Hadern versehenes Fahrzeug auf Schienen am Boden eier Röhre laufen zu lassen. Zusätzlich ist der " :oif.; mit Lreii.seu ausgerüstet, die in verschiedenen Notfällen eingesetzt werden, üiese Bremsen können beispielsweise Splitterbremsen oder .Bremskufen se'n, die nach Einziehung der Fahrzeugräder auf die Schienen aufgelegt werden.

Gemäß der hrfindunp ist Vorsorge getroffen, daß das Fahrzeug 3 in der Station ,-.2 zum ctehen gebracht wird, falls das Eingaugsventil 5 nicht geschlossen wird oder falls es zu früh oder nur teilweise geschlossen wird. Wenn sich dieses Ventil nicht oder nur zum 'feil schließt, so wird eine größere Antriebsluftblase als gewöhnlich hinter das Fahrzeug gelangen und dieses infolgedessen auf eine hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen suchen, so daß das Fahrzeup,· mit übermäßiger Geschwindigkeit in die Station S2 hineinfährt. Wenn eich das Eingangsventil 5 früher schließt als vorgesehen war, so wird die zwischen dem hinteren Fahrzeugende und dem Eingangsventil eingeschlossene Antriebsluffblase keine zum Antrieb des Fahrzeugs bis in die Station S2 ausreichende Energie besitzen, und das Fahrzeug würde irgendwo in der Röhre zwischen den Stationen S1 und S2 stehen bleiben. Die Vorrichtungen und Verfahren gemäß der Erfindung gewährleisten aber, daß das Fahrzeug auch dann, wenn das Eingangsventil versagt und nicht in seiner ursprünglichen Weise arbeitet, stets in der Station S2 anhält. Kurz gesagt, wird dies dadurch erreicht, daß der Zustand oder die augenblickliche Stellung des Eingangsventils überwacht und festgestellt wird, ob es sich zur richtigen Zeit geschlossen hat. Falls das Eingangsventil versagt und sich'"nicht geschlossen hat, wird ein Notprogramm eingeleitet. Durch' dieses Programm wird der Befehl zum Schließen des Eingangsvehtils umgekehrt bzw. zurückgezogen, und während das Fahrzeug

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Fahrt aufnimmt, wird errechnet, wann das Ausgangsventil 7 zu öffnen ist. Das Ausgangsventil wird zu dieser errechneten Zeit geöffnet und flutet die Röhre vor dem Fahrzeug mit Luft, wodurch ein Energieverlust in der richtigen Höhe bewirkt wird, das Fahrzeug in der Station S2 anzuhalten*

Eine andere Versag.ungsmöglichkeit des Eingangsventils besteht darin, daß es vorzeitig schließt. Sollte dies geschehen, so muß das Notprogramm einen Befehl zur Wiederöffnung' des Ein- ' gangsventils bewirken. Der übrige Teil des Notprogramms läuft dann im wesentlichen in der oben beschriebenen V/eise ab.

Eine weitere Versagungsmöglichkeit, für die eine Vorsorge getroffen Werden muß, ist ein unvollßtändiges Schlilßen des Eingangsventils. Auch in diesem Fall muß das Motprogramm den Befehl erteilen, sich erneut zu öffnen, worauf das Programm in der beschriebenen Weise weiterläuft.

Auf den ersten Blick könnte man meinen, daß es unmöglich sei, einen Zug, nachdem ihm durch einen normalen pneumatischen Start einmal eine Anfangs energie erteilt worden ist, in der nach sten Station fast oder vollständig dadurch zum Stehen zu bringen, daß man einfach den Druck hinter dem Zug auf der Höfte des Atmos— phärendrucks hält und den Druck vor dem Zug schnell ebenfalls auf Atmosphärenhöhe ansteigen läßt. Man konnte vielmehr vermuten, wie auch wirklich in einigen Untersuchungen angenommen wurde, daß auf den Zug bei einem nominellen Druckausgleich während der restlichen Fahrt niemals eine pneumatische Verzögerungskraft einwirken könne, die zur Kompensation der pneumatischen Eingangsoder Anfangsenergie ausreichen würde. Es gibt aber zwei Gründe, die diese Annahme widerlegen und den Schlüssel zur vorliegenden Erfindung darstellen. Ersten» ist im Falle des Not zustande die Luftdichte sowohl vor als auch hinter dem Fahrzeug viel höher als im Normalfall (also bei evakuierter Röhre) für den schnellsten Teil der Fahrt. Schon allein hierdurch würde eine wesentlich größere Kraft erforderlich sein, die Luft mit hoher Geschwindigkeit durch die Röhre zu treiben. Zweitens muß sich im Notfall dia gesamt· in der Rohre befindliche Luft mit annähernd der Zuggeschwindigkeit bewegen, wi* in Fig.3B dargestellt ist, während eich bei einer normalen Fahrt die Lüftgeschwindigkeit länge der Röhre von Null bis zur Geachwindigkeit des Zuges ändert,

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wie in Fig.3A gezeigt ist.

Wenn soviel Luft hoher Dichte mit der großen Geschwindigkeit bewegt wird, auf die der Zug unabhängig von den pneumatischen Verhältnissen notwendigerweise aufgrund des Schwerkraftprofils (der Röhre) beschleunigt wird, so sind zwangsläufig hohe pneumatische Verluste die Folge, die sich als verminderter Druck auf die Rückseite des Zugea und als erhöhter Druck auf sei— "ne Vorderseite bemerkbar machen. Der Zug erfährt folglich im Notfall eine starke Bremskraft, obwohl sich sowohl, vor als auch hinter ihm Luft befindet, deren Druck und Dichte nominell eine atmosphärische Höhe aufweisen. Diese Bremskraft ist so groß, daß sie nicht ζ u früh zur Einwirkung gelangen darf, da dar Zug sonst nicht vor dem Anhalten die zweite Station erreichen würde.. Es ist die Aufgabe der Notrechenanlage, zu bestimmen, wann diese außergewöhnlichen Faktoren gemeinsam den gewünschten Energiever— lust bewirken werden.

Diese Vorausbestimmung ist allerdings mit gewissen Fehlern behaftet, weshalb die Bremskufen zur Vollendung des Nothalts. vorgesehen sind. Die Aussage der Rechenanlage, wann das Ausgangsventil geöffnet werden soll, ist so voreingestellt., daß der Fehlerbereich auf einer Wahrscheinlichkeitsbasis, z.B. mit 99$ Wahrscheinlichkeit, mit einbezogen ist, und zur Vernichtung der restlichen Energie werden die Bremskufen veEwendet. Bei der Rechnung müssen auch Faktoren wie die begrenzte"Zeitspanne, welche die atmosphärische Luft zum Durchfließen der Röhre vom Ausgangsventil· zur Vorderseite des Zuges benötigt und die in einem typischen Fall 10 Sekunden beträgt, berücksichtigt werden.

YJie in Fig.1 dargestellt ist, sind längs des Beförderungssystems mehrere Fü&lglieder und Datenübertragungsverbindungen vorgesehen, die veränderliche Signale erzeugen und zu einer Notfallrechenanlage I5 übermitteln, welche dann, wenn das Eingangsventil nicht richtig schließt, eine Zeit errechnet, zu der das Ausgangsventil 7 zu öffnen ist, damit das Fahrzeug in der Station S2 stehen bleibt« Die Fühlglie&ar umfassen mehrere. Positions— eeldeglieaer mit sügafeörigen Batenübertraguiigsvepbindungen I.7, die in Abständen längs der Röhre Λ zwischen den Stationen S1 und S2: angeordnet sind und dar Position des -Eähjyaeugs in der Röhre entsprechende Signale erzeugen» Diese Signale liöimen in Verbin—

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dung mit anderen Daten zur Bestimmung der Geschwindigkeit und Beschleunigung des !Fahrzeugs während seiner fahrt an jedem Punkt^;-~ zwischen den Stationen verwendet werden. Ein Druckfühler mit "zu-* gehöriger Datenübertragungsverbindung 19, die im Kanal zwischen den Stationen S1 und S2 vorgesehen sind, soll den Unterdruck in d,er Röhre messen, während ein Atmosphärendruckfühler mit Datenbertragungsverbindung 21 zurBestimmung des Druckunterschieds zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Fahrzeugs dient. Das Ausgangsventil 7 und das Eingangsventil 5 sind mit je einem. Überwachungsglied 23 bzw. 25 versehen, welche den Stellungen der Ventile entsprechende Signale erzeugen, also melden, ob das Eingangs- bzw. Ausgangsventil offen, teilweise offen oder geschlossen ist. Auch das Fahrzeuggewicht,wird gemessen, und zwar mittels eines Fühlglieds 27» während das Fahrzeug sich in der Station S1 befindet. Dieses Gewicht wird zu Beginn jeder Fahrt gemessen, da es sich mit der Zahl der eingestiegenen Passagiere ändert. Der Zug kann beispielsweise statisch gewogen werden, während er in der Station S1 stillsteht, etwa durch Messung der Auslenkung der Röhrenfederung oder des hydraulischen Drucks in den Radrückholeinrichtungen. Statt dessen kann das Fahrzeuggewicht auch dadurch bestimmt werden, daß man die Beschleunigung des Fahrzeugs mißt, während es unter der Einwirkung bekannter Kräfte die Station verläßt. Die Beschleunigung läßt sich entweder mittels eines an Bord befindlichen Beschleunigungsmeßgerätes feststellen oder aus den der Rechenanlage zugeleiteten Informationen über die Fahrzeugposition und die Zeit berechnen.

Die Rechenanlage 15 ist mit bestimmten festen und unveränderlichen Informationen v/ie einer StandardzeitabXenlmng bzw« einem Zeitaaßstab, der Länge der Bohre zwischen den Stationen S1 und S2,, der Gestalt oder dem Längsprofil der Bohre und der Fahrzeuglänge, vorprogrammiert. Aufgrund dieser Informationen und der vei'än&erliehen Signale der oben angeführten Fühlglieder und Datenv-arbindungen liefert die Reihenanlage Ausgangs— und Befehlssignale 29» 31 und 33» welche b©wirls©n, daß sich das Ein—' gangsventil öffnet bzw· daß das Ausgangg^entil geöffnet wird bzw_c daß die Breisskufen des Fahrzeugs ausgefahren werden» Letztere werden mittels einer durch ein Gerät 35 dargestellten Funkverbindung mit" dem Fahrzeug betätigt.

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Im folgenden soll die Betriebsweise des Nothaltsystems erläutert werden, und zwar für eine Fahrt zwischen den Stationen Ö1 und S2 über 4- 828 m (J amerikanische Meilen, vgl.. Fig.2) .Beispielsweise beträgt die Fahrzeuglänge 674 m und das Fahrzeuggewicht 696 t (5 000 Fassagiere). Die Rechenanlage wird also für eine Röhrenabschnittlänge von 4- 828 m, eine Fahrzeuglänge von 674- m, ein Gewicht von 696 t und das Profil des Röhrenabschnitts zwischen den Stationen 61 und 62 vorprogrammiert,. Das Gewicht des Zuges wird durch eine der oben angegebenen Methoden ermit- · telt und zusammen mit dem Atmosphärendruck und dem Druck in der evakuierten Röhre über die Datenübertragungsverbindungen 27» und 19 zur Rechenanlage übertragen. Um die Fahrt des Fahrzeugs zwischen den Stationen S1 und 62 einzuleiten, öffnet man das Einf;angsventil 5» wodurch die Vorderseite des Fahrzeugs in der Station S1 dem in der Röhre herrschenden Unterdruck ausgesetzt wird. Da auf seine Rückseite der Atmosphärendruck wirkt, wird das Fahrzeug durch das Ventil 5 hindurch in den Abschnitt B geschoben und während seiner Fahrt unter Zunahme seiner kinetischen Energie beschleunigt. Nachdem die Fahrzeugrückseite das Ventil 5 passiert hat, wird dieses normalerweise für eine bestimmte Zeitspanne offen gehalten, so daß atmosphärische Luft aus der Station S1 hinter dem Fahrzeug in den Abschnitt B gelangen kann. Wenn sich das Fahrzeug dann bis zu einer bestimmten, durch die normale Steuerung des Systems festgelegte Strecke vom Ventil 5 entfernt hat, wird das Ventil geschlossen. Dadurch wird bewirkt, daß zwischen dem Ventil 5 und der Fahrzeugrückseite eine genau bemessene Blase aus atmosphärischer Luft (mit Atmosphärendruck von ungefähr 760 Torr) eingeschlossen wird. Durch die Ausdehnung dieser Antriebsluftblase sowie durch die Schwerkraft aufgrund der anfänglichen Abwärtsneigung der Röhre wird das Fahrzeug weiter beschleunigt. Diese zusammenwirkenden Antriebsaner— gien sind so bemessen, daß das Fahrzeug in der Station 82 stehen bleibt. Die kinetische Energie des Fahrzeugs zwischen den Stationen S1 und S2 bei normalen Betriebsbedingungen ist dureh die Kurve A in Fig.2 dargestellt, in welcher mit a der Punkt angegeben ist, bei dem normalerweise daa Eingangeventil geschlossen wird. , .

Falls das Eingangßventil 5 nicht richtig schließt, wenn'ea

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also offen bleibt oder zu früh oder nur teilweise geschlossen wird, so ist das Volumen der hinter dem Fahrzeug eingelassenen üntriebsluJ'tblase entweder größer als gewöhnlich, wodurch das Fahrzeug veranlaßt wird, mit hoher Geschwindigkeit in die Station b2 einzufahren, oder kleiner als gewöhnlich, so daß es die Station S2 nicht erreicht, sondern vorher in der Röhre stehen bleibt. Wenn beispielsweise das Lingangsventil versagt und sich nicht schließt, würde die. zu große Antriebsluftblase das Fahrzeug mit höheren Geschwindigkeiten als im -iormalfall durch die Röhre treiben, und das Fahrzeug würde mit übermäßiger Geschwindigkeit in die Station S2 gelangen. Wenn das ±άα~an.™sventil früher als im üiormalfall geschlossen würde, so würde die zu kleine Antriebsluftblase das Fahrzeug" mit unnormal geringen Geschwindigkeiten bewegen, so daß das ü-ahrzeug keine zur. ivrreichen der Station S2 ausreichende Energie besitzen würde.

Gemäß der -,rfiudung wird das Betriebsveriiali.en des Liugangsventils 5 stets durch das vberwachuiigsglied 25 überprüft, und ein dies-s Betriebsverhalten anzeigendes Signal wird zur Rechenanlage 15 übermittelt, .,in fehlerhaftes betriebsverhalten wird vcn der Rechenanlage erkannt, die dann das im folgenden näher erläuterte Kotprogramm einleitet. Zunächst sendet die Rechenanla-Fce an die Steuereinrichtung des iangarigsventils das Befehlssignal 29, das Ventil offen zu halten oder, im Falle des vorzeitigen Scalier ens, es erneut zu öffnen. Jjanri errechnet "die Rechenanlage die vorliegende kinetische χ,-nergie des Zug&s und ermittelt, welche kinetischen i^nergieverhältnisse sich ergeben würden, wenn das Ausgangsventil sofort geöffnet würde. Aus den scnon erwähnten Gründen ware der ermittelte bzw. voraus?-ssagte ^nergieverlust zur Zeit der ersten Berechnung zu groß. Die Rechenanlage wiederholt also den Berechnungsvorgang mit ein'er Rate von mehreren Zyklen pro Sekunde, \venn der ermittelte Energieverlust so groß " ist, wie er sein sollte, wird an das Ausganp-sventil das Befehlssignal 31 gesendet, sich zu öffnen und die Röhre unter Druck zu setzen. Die Rechenanlage überprüft erneut die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs, während dieses sich der Station nähert und in sie hineinfährt, und führt sich wiederholende Berechnungen der Energie aus, die bei Eingreifen derBremskufen vernichtet würde, wenn der ermittelte Energieverlust gleich dem

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gewünschten Verlust ist , wird ein drittes Befehlssignal 33 mittels des Funkverbindungs^erätes 35 an die steuereinrichtung der Bremsen gesendet, die daraufhin betätigt werden, wie durch die Kurve B in Fif.,.2 dargestellt ist, v/ird bei dem angegebenen Beispiel das AuSjjan sventil bei einem tunkt b geöffnet, wenn das Fahrzeug ungefähr 2 2S3 m (1 ,4- t-ieilen)von der station S1 entfernt ist, was ungefähr ^>0 Sekunden nach der Abfahrt aus der Station S1 der Fall ist, und die Bremsen werden bei einem i-unkt c betätigt, wenn das Fahrzeug in die Station b2 hineinfährt und seine tatsächliche Geschwindigkeit wahrgenommen v/ird.

iüs sei bemerkt, daß die Seit, bei der das Ausgan^sventil nach der Störung geöffnet wird, vom Gewicht des Fahrzeugs, also der Anzahl der I-assagiere, dem atmosphärischen Druck und dem Druck in der Röhre, der Form der Rohre sowie den Röhren— und Fahrzeuglängen abhängt. Ivenn also das Fahrzeuggewicht geringer ist als bei dem angegebenen Beispiel, oder wenn die Röhrenlänge zwischen den Stationen geringer ist als die angeriebenen M- 828 m, so wird das Ausganfsventil etwas früher geöffnet als bei dem gewählten Beispiel.

Besonders bei längeren Fahrstrecken (z.B. oberhalb von 4 828 m) ist es möjslich, daß sehr lange Verzögerungen auftreten, während die Luft vom Ausgangsventil zum Zug strömt. In diesem Fall ist es zweckmäßig, zusätzliche Notventile zur Unterdrucksetzung der Röhre an strategischen Punkten längs der Röhre vorzusehen, die aus dem umgebenden 'Tunnel, einer an der Hauptröhre entlang laufenden Hilfsröhre oder aus einer gesonderten Entlüf— tungsverbindung zur Erdoberfläche atmosphärische Luft ziehen können. Diese zusätzlichen Ventile würden durch das gleiche Befehlssignal der Recheneinrichtung geöffnet werden, das in der beschriebenen Weise das Ausgangsventil öffnet. Ferner können sie so ausgebildet sein, daß sie im geöffneten Zustand einen freien Luftzutritt gewährleisten, jedoch ein Ausströmen von Luft verhindern, wenn sich ihnen der Zug nähert.

Die Erfindung gibt also eine Einrichtung und ein Verfahren zum Anhalten eines Fahraeugs in einem schnellen Bodenbeförderungssystem in der Bestimmungsstation für den Notfall an, daß das Eingangsventil in einer der drei angegebenen Weisen versagt, also zu früh, nur teilweise oder überhaupt nicht schließt. Gemäß

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der Erfindung ist ferner gewährleistet, daß die gesamte iiöhre wieder auf den nominellen Atmosphärendruck gebracht wird, sobald ein Notfall erkannt wird, so daß Sorgen hinsichtlich, der Druckfestigkeit des Faiirse-urs überflüssig sind und die Passagiere in jedem Fall sofort das Fahrzeug verlassen können, sobald es stehen geblieben ist. Schließlich greifen die ßremskufen erst ein, wenn die pneumatische Bremswirkung schon sehr gering ist, so daß zu große Bremskräfte vermieden werden.

. Die .einrichtung und das Verfahren gemäß dem oben, angegebenen Ausführung sb ei spiel können selbstverständlich abgeändert v/erden, ohne den Kahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

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I atentansprüche

1.) i-eföraorimf-sSystem, welches am Lrdboden mit hoher uuscLv.*iiidi{;keit betrieben wird, mit einer lvöhre, durch die ein p als frc/.c-r Kolben dadurch bewegbar ist, da£ auf seine

ein unterschiedlicher Luftdruck wirkt, und die mit zwei ventilen versenei: ist, von denen das eine an ihrem ^ingancsende anreordnet ist und dazu bestimmt ist, geschlossen zu werden, wenn die !'"ahrzeu^rückseite sich an ihm vorbeibewegt hat, und eine Autriobslui'tblace in der Röhre hinter dem iahrseug einzuschließen, während das andere, an ihrem Auslassende befindliche Ventil aazu bestimi.t ist, sich zu öffnen, wenn das Fahrzeug sich dl'Ir; nähert, und diesem die Vorbei- und Ausfahrt in eine Station zu ermö./liehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf das Betriebsverhalten des rdn-aiigsventils (5) ansprechende Linriehtvuii"; (25) ζ ur ^rseufom:- eines die I-iomentanstellung des Ein-•an^c:;sventils-anzeigenden Signales, eine von diesem Signal abhäni; e jjinri chtunr (15) zur Berechnung der Zeit, bei welcher at— r.:csphärische Luft vor dem Fahrzeug in die üohre zu leiten ist, falls άϋϋ oignal eine fehlerhafte btellung des üingangsventils uizei;_:i-, sowie eine üinriclitunr; (7) zur Zuführung dieser Luft iur berecLneten Zeit und zur l'lutung der Röhre vor den I'alirzeug mit Luft x^orgesehezi sind, so daß das Fahrzeug gebremst und in der .. tation (S2) angehalten wird.

2.) Beförderung s syst em nach Einspruch 1, dadurch gekennlieichnet, daß die Linrichtung zur Zufünrung der Luft das Aus- ;;an: sventil (7) der Röhre (1) ist und die Berechnungseinrichtung aus einer Rechenanlage (15) besteht, die mit der Lan*_e und der üastalt der zwischen dem üngangsventil (5) und dem Ausgang.sventil befiiialichen liöhre vorprogrammiert ist.

5.) Beförderungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine einrichtung (27) zur Erzeugung eines vom Gewicht, des Fahrzeugs (3) abhängigen Signales vorgesehen ist, daß die Rechenanla.'.e (I5) auf eine Mischung der Signale anspricht und ein der erforderlichen Zeit entsprechendes Ausgangsägnal

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erzeugt, und da., die jjinrichtuag zur üfl'nung aes iiusgangsvontils (7) auf dieses Aus^an^ssirnal anspricht.

4.) Jbeförderuiiirssystera nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß aur den atmosphärischen Uruck und auf den Druck in der _xöhre (1) ansprechende Linrichtun. en (21, 19) vorgesehen sind und diesen Drücken entsprechende Üir;nalo erzeugen, und da£ die ^echenanla.^e (15) in übhün ii/keit von einer hischung dieser le das Ausrangssifnal erzeiu ·■·

5.) Eeförderungssystern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dal';, eine Einrichtung: (17) vorgesehen ist, die von den Positionen des Fahrzeu- s (3) in der xiöhre (1) v/ährend seiner FruiTt durch die. .aönre abhänp-i^e ;'A{male erzeugt, und dal: die liechenanlage (15) in Abht.n i keit von einei^v i-iischurr- der bi{-;nale ein die berechnete Zeit anp'ebendes jiucran· es! Tial liefert, auf welches die i-inr.! chtun·.· zur Offnunr des iius;;an: sventils (7) an-Si rieht.

6.) xieförderunr-system nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit so berechnet wird, aa.i das fahrzeug (3) mit mäiiift-er Geschwindigkeit in die Station (^2) fährt, und. daß eine von einem zweiten Ausgan^ssirnal der riechenanla^e (1>; abhän-ige bremsvorrichtung' den genauen Haltepunkt des Fahrzeugs in der station regelt.

7.) Verfahren zum Anhalten eines Fahrzeugs in einer btation für den Notfall, daß ein Lingancsventil nicht in der vorgeschriebenen weise schlieft, in einem Beförderungsystem, in welchem das Fahrzeug als freier Kolben aufgrund eines auf seine imden wirkenden unterschiedlichen Luftdrucks durch eine Köhre getrieben wird, an deren .Eingangsende das Eingangsventil angeordnet und dazu bestimmt ist, geschlossen zu werden, wsnn die Fahrzeugrückseite sich an ihm vorbeibewegt hat_g und eine Antriebs=* luftblase in der Röhre hinter dem Fahrzeug einzuschließen„ und in welc hem die Röhre an ihrem Aus^anssende mit einem Ausgan.·. sventil versehen ist, das dazu bestimmt ist, sich su öffnen, wenn das Fahrzeug sich ihm nähert, und diesem die Yorbei- und Ausfahrt

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SAU

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in eine btstion zu ermöglichen, dadurch ;:ekennzeichneG, daß jedes fehlerhafte Schließen des ^itigaii sventj Is (5) und dessen Offtiiihalbung während der Fahrt des Fahrzeugs (3)gemeldeb wird, und daß daraufhin zu einer Zeib, die so berechnet wird, daß das Fahrzeug in einer obation (32) stehen bleibt, vor dem Fahrzeug atmosphärische Luft in den Kanal (1) geleitet wird, die cias Fahrzeug bremsb.

t\>..) Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Zeib durch eine Rechenanlage (15) errechnet wird, die mit der Länge und der Gestalt der Röhre (1) zwischen dem ^ingangsventil (5) und dem Ausgangsventil (7) vorprogrammiert wird, daß ein Signal, welches eine Funktion des Schließens des Eingangsventils ist, und ein weiteres Signal, das eine Funktion des gemessenen Fahrzeuggewichts ist, erzeu. t werden, und daß von der Rechenan— lage in Abhängigkeit von einer Mischung dieser bii-jnale ein die Zeit zur Zuleitung der atmosphärischen Luft vor das Fahrzeug (3) bezeichnendes Aus, an^ssignal geliefert wird.

9.) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß. der atmosphärische Druck und der Druck in der Röhre (1) gemessen und Signale, die Funktionen dieser Drücke sind, erzeugt werden, und daß die Rechenanlage (15) in Abhängigkeit von einer Mischung dieser Signale das Ausgangssignal liefert.

10.) Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit durch eine Rechenanla_e\e (15) errechnet wird, die mit der Länge und der Gestalt der Röhre (1) zwischen dem Eingangsventil (57 und dem ^lusgangsventil (7) vorprogrammiert wird, darein Signal, welches eine Funktion des Schließens des Eingangsventils ist, erzeugt wird, daß die Positionen des Fahrzeugs (3) in der Röhre gemessen werden, v/enn dieses durch die -^öhre fährt, und den Fositionen entsprechende Signale erzeugt werden, und daß die Rechenanlage auf eine Mischung dieser Signale anspricht und daraufhin ein Auslangssignal liefert, welches die Zeit zur Zuleitung der atmosphärischen Luft vor das Fahrzeug bezeichnet.

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BAD ORiGiNAi