DE19901495A1 - Magnetschwebebahn in Vakuumröhren - Google Patents

Abstract

Verkehrssystem, bei dem Magnetschwebezüge in evakuierten Röhren Großstädte mit etwa 2000 Km/h verbinden. Es genügt eine Röhre zum Erreichen aller Stationen, da von den Zwischenstationen Wagen kurz nach dem Passieren des Zuges zur Ausgangsstation zurückgehen, während der Zug zur Endstation unterwegs ist. DOLLAR A Zur Verteilung der Fahrgäste in den Großstädten dienen schnellaufende Förderbänder, die über Beschleunigungsbänder betreten werden, die sich während des Laufes dehnen und so die Fahrgeschwindigkeit von der Schrittgeschwindigkeit beim Einstieg auf die Geschwindigkeit der Förderbänder steigern. DOLLAR A Zum Lastentransport in Containern dient ein eigenes Rohrsystem mit etwa 300 bis 600 km/h Geschwindigkeit, das an Kreuzungen die Wagen automatisch umleitet und umgehend, ohne Zwischenlager, vom Start zum Ziel befördert. Mit einer umlaufenden Transportkette werden die Container von Lastwagen abgeladen und auf diese aufgeladen.

Description

Magnetisch schwebende Züge fahren in Vakuumröhren von Großstadt A zu Großstadt B. Am Ende des Zuges werden während der Fahrt einzelne Wagen abgetrennt. Diese kommen in den Zwischenstationen zum Stehen und fahren neubesetzt zur Anfangsstation zurück. Bei der Rückfahrt werden wieder die jeweils letzten Wagen während der Fahrt abgetrennt und in den Zwischenstationen zum Stehen gebracht.

In der Großstadt B wird inzwischen aus den zurückgekommenen Wagen des vorherigen Arbeitstaktes ein neuer Zug zusammengestellt und mit Passagieren besetzt. Kurz nachdem der Vorderteil des Zuges von der Großstadt A in der Großstadt B eingetroffen ist geht von dort der neu zusammengestellte Zug nach Großstadt A ab und der nächste Arbeitstakt beginnt.

Wieder werden die jeweils letzten Wagen des Zuges in den Zwischenstationen zum Stehen gebracht und gehen neubesetzt zurück zur Großstadt B. Bei der Rückfahrt werden wieder die jeweils letzten Wagen der Züge abgetrennt und in den Zwischenstationen zum Stehen gebracht. Auf diese Weise kann mit nur einer Tunnelröhre jede Station von jeder Station erreicht werden. Die Fahrzeit von Großstadt zu Groß­ stadt beträgt etwa 15 bis 30 Minuten, so daß halbstündlich oder stünd­ lich Züge abgehen können.

Die Verteilung der Fahrgäste in den Großstädten kann mit schnellfahrenden Förderbändern erfolgen, die mit etwa 25 km/h fahren. Einstieg und Ausstieg erfolgt mit Beschleunigungsbändern und Brems­ bändern, die sich während des Laufes dehnen oder verkürzen und so die Fahrtgeschwindigkeit steigern oder reduzieren. Diese laufen parallel direkt neben den Förderbändern.

Mit raschem Schritt von etwa 6 km/h wird das Beschleunigungs­ band bestiegen. Durch Dehnung während des Laufes beschleunigt es auf etwa 25 km/h und läuft dann mit gleicher Geschwindigkeit direkt neben dem Förderband, so daß bequem auf dieses übergetreten werden kann.

Am Ende der Fahrtstrecke wird vom Förderband auf das neben­ laufende Bremsband übergetreten. Das Bremsband verkürzt sich dann während des Laufes und reduziert dadurch sein Fahrtgeschwindigkeit von etwa 25 km/h auf etwa 6 km/h. Mit Schrittgeschwindigkeit wird am Ende vom Bremsband heruntergestiegen.

Für den Güterverkehr in Containern dient ein eigenes System von Vakuumröhren. Es ist je eine Röhre für jede Fahrtrichtung vorhanden. Das System ist nicht sternförmig aufgebaut wie das Personenverkehrsnetz, das die Großstädte miteinander verbindet, sondern die Strecken kreuzen sich etwa rechtwinkelig. An den Kreuzungen sind kleeblattförmige Verbin­ dungen wie bei einem Autobahnkreuz vorhanden.

Computergesteuert weden die Wagen eingebremst, umgeleitet, wieder beschleunigt und an einen freien Platz in der neuen Fahrtrichtung eingebracht.

An der Strecke sind Belade- und Entladestationen vorhanden, die die Container von Lastwagen abladen und diese mit anderen Containern wieder beladen. Dies kann mit einer umlaufenden Transportkette erfolgen. Nach der Vakuumschleuse entnimmt die Transportkette den Container aus dem Wagen und gibt einen anderen Container in den Wagen hinein. Nach der Vakuumschleuse wird der Wagen beschleunigt und computergesteuert an einen freien Platz in die Strecke eingebracht.

Es gehört zum System, daß immer eine gewisse Anzahl leerer Wagen mitlaufen. Ohne Zwischenlagerung fahren die Wagen vom Start zum Ziel.

Detaillierte Beschreibung der Magnetschwebebahn in Vakuumröhren

In evakuierten Röhren, vorzugsweise aus Stahl, von beispielsweise 3 m Durchmesser fahren Züge, die magnetisch an den Rohren aufgehängt sind und mit elektrischen Linearmotoren beschleunigt und gebremst werden. Nach beispielsweise 3 Minuten Beschleunigung erreicht der Zug eine Ge­ schwindigkeit von etwa 2000 km/h, so daß er auf Strecken von 500 bis 1000 km zwischen Großstädten 15 bis 30 Minuten unterwegs ist. Am Ende der Strecke wird der Zug mit elektrischen Linearmotoren gebremst. Jeweils ein Wagen oder mehrere Wagen am hinteren Zugende können auf ein übertragenes oder gespeichertes Signal vom fahrenden Zug abgetrennt werden. Die Wagen werden mit dem Linearmotor so gebremst, daß sie in den Zwischenstationen zum Stehen kommen. Mit parallelverschiebbaren Rohrstücken (1) werden die Wagen aus der Strecke genommen. Nach dem Durchgang durch eine Schleuse (2) können die Passagiere aussteigen und neue Fahrgäste einsteigen. Während der ursprüngliche Zug weiter zur Endstation unterwegs ist fahren Züge mit neubesetzten Wagen jeweils kurz nach der Vorbeifahrt des ursprünglichen Zuges von den Zwischen­ stationen zur Ausgangsstation zurück. Dabei können die jeweils letzten Wagen des zurückfahrenden Zuges an weiteren Zwischenstationen während der Fahrt abgetrennt, abgebremst und aus der Strecke genommen werden. In der Ausgangsstation werden die zurückgekommenen Wagen aus den Zwischen­ stationen nach dem Passagierwechsel zu einem neuen Zug zusammengestellt.

Wenn der Vorderteil das ursprünglichen Zuges an der Endstation ange­ kommen ist wird er gegen den neubesetzten Zug ausgetauscht, der aus den zurückgekommenen Wagen des vorhergehenden Arbeitstaktes zusammenge­ stellt worden ist. Ein neuer Arbeitstakt beginnt, der Zug fährt zur Ausgangsstation zurück.

Dabei werden wieder die jeweils letzten Wägen während der Fahrt abgetrennt, abgebremst, in den Zwischenstationen zum Stehen gebracht und aus der Strecke genommen. Kurz nach der Vorbeifahrt des ursprünglichen Zuges fahren wieder neubesetzte Wagen aus den Zwischenstationen zurück, wobei wieder die jeweils letzten Wagen an weiteren Zwischenstationen während der Fahrt abgetrennt, abgebremst und aus der Strecke genommen werden. Mit nur einer Tunnelröhre können in halbstündlichen oder stündlichen Intervallen alle Stationen von jeder Station erreicht werden. Wenn von Großstädten mehrere Strecken ausgehen kann durch Umsteigen jede Station im Netz erreicht werden. Bei starkem Betrieb können mehrere Züge hintereinander abgehen. Die evakuierte Röhre kann aus Stahl bestehen, der mit einer Kunststoffschicht und mit Beton ummantelt sein kann. Wenn sie in der Erde verläuft, kann sie von einer Maschine verlegt werden, die in einem Arbeitsgang den Tunnel gräbt, die Röhre aus gebogenen Blechteilen zusammenschweißt, den Kunststoffmantel aufbringt und die Röhre einbetoniert.

Die Stahlteile, der Beton und das Abraummaterial werden mit Transportbändern oder Rohren durch die bereits verlegte Röhre befördert.

Die Energie zum Beschleunigen der Züge kann von Generatoren mit großen Schwungrädern kommen, in denen die beim Bremsen der Züge freiwerdende Energie gespeichert wird.

Die Verteilung der Fahrgäste in den Hauptstädten kann mit schnellaufenden Förderbändern erfolgen, die mit etwa 25 km/h laufen. Zum Einstieg steigen die Passagiere auf das Band, das sich mit etwa 6 km/h bewegt und dann dadurch beschleunigt, daß es sich während der Fahrt dehnt. Dies kann entweder durch ein Gummiband oder durch ein entsprechendes Gliederband erreicht werden, bei dem die Glieder während des Laufes auseinandergezogen und zusammengeschoben werden können. Am Ende verkürzt sich das Band wieder und verzögert sich dadurch auf etwa 6 km/h, mit dieser Geschwindigkeit steigen die Fahrgäste vom Band. Wie bei einer Rolltreppe laufen bewegliche Handläufe mit, deren Geschwindigkeit sich durch Dehnung mit dem Band erhöht und am Ende der Fahrtstrecke durch Verkürzung wieder verringert.

Der Einstieg und Ausstieg der Fahrgäste kann auch mit eigenen Beschleuni­ gungs- und Bremsbändern erfolgen, die mit gleicher Geschwindigkeit direkt neben den Transportbändern laufen, so daß die Fahrgäste bequem hinübersteigen können. In den Mittelstationen können Beschleunigungs- und Bremsband zu einem gemeinsamen Band zusammengezogen sein.

Beim Einstieg beginnen die Handläufe bereits 1 bis 2 Meter vor dem Beschleunigungsband, um die Einstiegsgeschwindigkeit zu synchronisieren. Zur Trennung des Bremsbandes vom Transportband dient ein mitlaufender Handlauf (3), der im spitzen Winkel vom Boden aufsteigt, so daß beim Ausstieg kein Hindernis vorhanden ist, gegen das der Fahrgast stoßen könnte. Die beiden hin- und herlaufenden Bänder können in einer wetterschützenden Ummantelung angeordnet sein, beispielsweise in einer rechteckigen Röhre (4), die etwa 4 m über der Straße verlaufen kann.

Beschleunigungsband und Bremsband können vor der Dehnung breiter sein als nach der Dehnung.

Das Transportband wird am Ende der Fahrtstrecke auf die Gegenfahrbahn umgelenkt und so auch beim Rücklauf als Transportband genützt, im Gegensatz zum konventionellen Förderband, bei dem das Gummiband ungenützt zurückläuft.

Die Dehnung des Gummibandes kann dadurch erfolgen, daß auf der Unterseite Zähne (5) wie bei einem Zahnriemen ausgebildet sind, deren Abstand sich mit dem Gummiband dehnt. Die Rollen (6), auf denen das Gummiband läuft, haben entsprechende Zahnlücken (7). Von Rolle zu Rolle steigt der Abstand der Zahnlücken und die Umfangsgeschwindigkeit. Dadurch wird das Gummiband gedehnt und steigert dabei seine Geschwindigkeit.

Entsprechend wird das Band beim Bremsen durch von Rolle zu Rolle immer enger stehende Zahnlücken und von Rolle zu Rolle verringerte Umfangs­ geschwindigkeit verkürzt und verzögert.

Wenn Beschleunigungsband und Bremsband aus einer dehnbaren Gliederkette bestehen können an der Unterseite Lamellen (8) wie bei einem PIV-Getriebe angeordnet sein, in die die Zähne der Rollen eingreifen. Durch Steigerung der Umfangsgeschwindigkeit von Rolle zu Rolle wird das Band gedehnt und dabei beschleunigt, durch Reduktion der Umfangsgeschwindigkeit der Rollen wird das Band verkürzt und dabei verzögert.

Wenn die Magnetschwebebahn in Vakuumröhren Metropolen verbinden soll, die weiter als etwa 1000 bis 2000 km auseinanderliegen, so sind zwei Röhren nötig, die in je einer Richtung ohne Zwischenstation durchfahren werden. Die Röhren können auch im Meer verlaufen. Um das System beim Auftreten von Unregelmäßigkeiten in kurzer Zeit zum Stillstand bringen zu können sind Zwischenstationen nötig, die normalerweise nicht benützt werden. In diesen Zwischenstationen können die Züge abgebremst und aus dem Vakuumsystem geschleust werden.

Für den Güterverkehr in Containern dient ein eigenes System von Vakuum­ röhren mit etwa 4 m Durchmesser. Es ist je eine Röhre für jede Fahrt­ richtung vorhanden. Die Container befinden sich in luftdichten Transport­ wagen. Die Röhren kreuzen sich etwa rechtwinkelig. An den Kreuzungen sind kleeblattförmige Verbindungen wie bei einem Autobahnkreuz vorhanden. Wenn ein Transportwagen an einer Kreuzung umgeleitet werden soll, so wird er computergesteuert mit einer Weiche (9) aus der Strecke genommen, von der Systemgeschwindigkeit von etwa 300-600 km/h auf etwa 50 km/h abgebremst und über das Kleeblatt in die neue Fahrtrichtung umgelenkt. Darauf wird der Transportwagen wieder beschleunigt und über die Weiche in das System eingebracht.

Computergesteuert wird die Geschwindigkeit des Transportwagens im Kleeblatt so gewählt, daß er nach der Einleitung über die Weiche auf einen freien Platz im Transportsystem kommt.

Auf diese Weise gelangen die Lastentransportwagen mit den Containern umgehend und ohne Zwischenstopp vom Start zum Ziel.

An der Strecke sind Belade- und Entladestationen vorhanden, die die Container von Lastwagen abladen und diese mit neuen Containern beladen. Dazu werden die Transportwagen mit Weichen (10) aus der Strecke genommen und von etwa 300-600 km/h auf etwa 25 km/h abgebremst. Dann passieren sie die Vakuumschleuse (11) und laufen mit gleicher Geschwindigkeit unter der mit etwa 25 km/h umlaufenden Transportkette (12). Diese hebt computergesteuert die Container aus den Transportwagen und befördert sie zur Lastwagen-Beladestation. Weichen, die in Fahrtrichtung gesehen zwei Rohre trennen funktionieren durch Verbiegen des Rohres von der Durch­ gangsstrecke in die Ausweichstrecke. Weichen, die in Fahrtrichtung ge­ sehen zwei Rohre verbinden, sind starr.

An der Beladestation werden die Container an einer Lastwagen-Belade­ stelle computergesteuert aus der Transportkette ausgeklinkt und über die Bremsstrecke (13) abgebremst, so daß sie über dem Lastwagen zum Stehen kommen und auf diesen geladen werden können.

An der Lastwagen-Entladestation werden die Container vom Lastwagen gehoben und über die Beschleunigungsstrecke (14) auf die Geschwindigkeit der umlaufenden Transportkette gebracht und von dieser aufgenommen. Von der Transportkette werden die Container computergesteuert in einen leeren Transportwagen gelegt, der mit gleicher Geschwindigkeit unter der Transportkette mitlauft.

Darauf passieren die Transportwagen die Vakuumschleuse und werden auf die Systemgeschwindigkeit von etwa 300-600 km/h beschleunigt. Computer­ gesteuert wird die Beschleunigung so durchgeführt, daß der Transport­ wagen beim Einschleusen über die Weiche an eine freien Platz im Trans­ portsystem gelangt.

Es gehört zum System, daß immer ein gewisser Prozentsatz leerer Trans­ portwagen mitlauft, die bei Bedarf auf den Beladestationen Container aufnehmen können.

Claims (21)

1. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß sie in evakuierten Röhren fährt.

2. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre aus Stahl bestehen und zugleich zum magnetischen Tragen des Zuges dienen.

3. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Zug, der von der Anfangsstation zur Endstation unterwegs ist, während der Fahrt auf ein gespeichertes oder übertragenes Signal die hinteren Wagen abgekuppelt und so gebremst werden, daß sie in den Zwischen­ stationen zum Stehen kommen.

4. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß die abgekuppelten Wagen aus den Zwischenstationen neubesetzt zur Anfangsstation zu­ rückfahren, während der ursprüngliche Zug weiter zur Endstation unterwegs ist. Bei der Rückfahrt werden wieder einzelne Wagen ab­ gekuppelt und in weiteren Zwischenstationen zum Stehen gebracht. Beim nächsten Arbeitstakt läuft der Vorgang in umgekehrter Richtung. Dadurch kann mit nur einer Röhre jede Station von jeder Station erreicht werden.

5. Magnetschwebebahn in evakuierten Röhren, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren von einer Maschine unter der Erde verlegt werden, die in einem Arbeitsgang den Tunnel bohrt, das Stahlrohr aus ge­ bogenen Blechstücken zusammenschweißt, ummantelt und einbetoniert. Die Blechstücke sind so geteilt, daß sie durch die fertige Röhre transportiert werden können.

6. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Züge in den Zwischenstationen mit parallelverschiebbaren Rohrstücken (1) aus der Strecke genommen werden können.

7. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsenergie von Elektromotoren/Generatoren in Schwungrädern gespeichert und zum Beschleunigen wiederverwendet wird.

8. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß an Kreuzungspunkten vor dem autobahnkreuzartigen Kleeblatt Bremsstrecken (15) und Beschleunigungsstrecken (16) vorhanden sind, die die Wagen nach der Weiche (9) vor der Kreuzung einbremsen und nach der Kreuzung vor der Weiche (9) auf die Systemgeschwindigkeit beschleunigen, mit der sie in das System eingebracht werden.

9. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Wagen in der kleeblattartigen Kreuzung computergesteuert so ge­ regelt wird, daß die Wagen in der neuen Fahrtrichtung auf einen freien Platz im System kommen.

10. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportwagen zum Einschleusen in das Transportsystem nach der Vakuumschleuse (11) in der Beschleunigungsstrecke (17) auf die Systemgeschwindigkeit beschleunigt und mit der Weiche (10) eingeschleust werden. Dabei wird computergesteuert der Zeitpunkt so gewählt, daß die Wagen auf einen freien Platz im Transportsystem kommen.

11. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportwagen zum Ausschleusen aus dem Transportsystem über Weichen (10) herausge­ nommen, in der Bremsstrecke (18) eingebremst und über die Vakuum­ schleuse (11) zur Transportkette befördert werden.

12. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einschleusen und Ausschleusen der Container eine umlaufende Transportkette (12) vorhanden ist, die die Container aus den mit gleicher Geschwindig­ keit fahrenden Wagen entnimmt und zur Lastwagenbeladestation be­ fördert und neue Container von der Lastwagenentladestation in die mit gleicher Geschwindigkeit unter der Kette fahrenden Wagen legt.

13. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschleunigungs­ strecke (13) vorhanden ist, in der die Container nach dem Entladen den Lastwagen zum Einklinken in die umlaufende Transportkette auf deren Geschwindigkeit beschleunigt werden.

14. Magnetschwebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremsstrecke (14) vorhanden ist, in der die Container nach dem Ausklinken aus der Transportkette auf deren Geschwindigkeit beschleunigt werden.

15. Förderband für Personen, dadurch gekennzeichnet, daß es sich nach dem Einstieg mit Schrittgeschwindigkeit während des Laufes dehnt und dabei die Geschwindigkeit steigert und am Ende der Fahrtstrecke wieder verkürzt und dabei die Geschwindigkeit zum Aussteigen auf Schrittgeschwindigkeit verringert.

16. Beschleunigungsband (18), dadurch gekennzeichnet, daß es nach dem Einsteigen mit Schrittgeschwindigkeit durch Dehnung während des Laufes die Fahrgeschwindigkeit steigert und dann mit gleicher Ge­ schwindigkeit parallel direkt neben einem schnellaufenden Förder­ band lauft, so daß bequem und gefahrlos auf dieses schnellaufende Förderband gestiegen werden kann.

17. Bremsband (19), dadurch gekennzeichnet, daß es direkt neben einem schnellaufenden Förderband parallel und mit gleicher Geschwindigkeit lauft, so daß auf dieses gestiegen werden kann, und dann die Geschwin­ digkeit zum Aussteigen auf Schrittgeschwindigkeit verringert.

18. Mitlaufender Handlauf (3) zur Trennung von schnellaufendem Förderband und Bremsband, dadurch gekennzeichnet, daß er im spitzen Winkel vom Boden aufsteigt und dadurch kein Hindernis bildet, gegen das ein Fahrgast stoßen könnte.

19. Förderband, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterseite Zähne (5) ausgebildet sind, die in Zahnlücken (7) von Rollen (6) eingreifen. Es sind mehrere Rollen hintereinander angeordnet. Von Rolle zu Rolle steigt der Abstand der Zahnlücken, gleichzeitig erhöht sich die Unfangsgeschwindigkeit von Rolle zu Rolle. Dadurch dehnt sich das Förderband während des Laufes und steigert seine Fahrgeschwindig­ keit und verringert sie am Ende der Fahrtstrecke wieder dadurch, daß sich von Rolle zu Rolle der Abstand der Zahnlücken verringert und die Umfangsgeschwindigkeit abnimmt.

20. Förderband aus einer dehnbaren und zusammenschiebbaren Gliederkette, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite Lamellen (8) wie bei einem PIV-Getriebe angeordnet sind, in die die Zähne der Rollen eingreifen. Durch Steigern der Umfangsgeschwindigkeit von Rolle zu Rolle wird das Band während des Laufes gedehnt und steigert dabei seine Fahrgeschwindigkeit. Am Ende des Bandes wird durch Verringerung der Umfangsgeschwindigkeit von Rolle zu Rolle die Fahrgeschwindigkeit wieder verringert.

21. Magnetschwebebahn in Vakuumrohren, dadurch gekennzeichnet, daß Weichen, die in Fahrtrichtung gesehen zwei Rohre trennen, durch Verbiegen des Rohres von der Durchgangsstrecke in die Ausweichstrecke funktionieren, Weichen, die in Fahrtrichtung gesehen zwei Rohre zu einer Strecke ver­ binden, starr sind.