DE2151543A1

DE2151543A1 - Verfahren zum Steuern des Abstandes von Wagen,die in einem roehrenfoermigen Transportsystem bewegt werden

Info

Publication number: DE2151543A1
Application number: DE19712151543
Authority: DE
Inventors: Tomoaki Kudo; Toshimitsu Miyamoto; Sadaharu Nogi; Ryosuke Shiki; Tokio Uchida; Hiroto Yasuhara
Original assignee: Japan National Railways
Current assignee: Japan National Railways
Priority date: 1970-10-17
Filing date: 1971-10-15
Publication date: 1972-04-20
Also published as: GB1366694A; FR2111443A5; US3796164A

Description

Dr. F. Zumsteiri sen. - Or. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dfpl.-Phys. R. Hofzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

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Japanese National Railways, Tokyo/Japan

Verfahren zum Steuern des Abstandes von Wagen, die

in einem röhrenförmigen Transportsystem

"bewegt werden.

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Steuern des Abstandes von aufeinanderfolgenden Wagen, die aufeinanderfol gend mit gegenseitigem Abstand auf einer Fahrbahn bewegt werden, die in Längsrichtung auf der Innenoberflüohe eines hohlen Rohres ausgebildet ist, mit Hilfe von Luft.

Die Fahrbahn ist in .Längsrichtung auf der Innenoberflüohe eines Jlohlrohres, beispielsweise eines sylindrischen Hohl rohres ausgebildet. Einzelne Fürderwagen odor Reihen aus mehreren gekuppelten Förderwagen worden mit gegenseitigem Abstand entlang der Fahrbahn laufen gelassen oder gotr'i Die Gosatiiti"Lüche einer; Förderwagen« in senkrechtem V, schnitt in befiug auf die .Fahrtrichtung ist im Verlr'l

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zu dem Querschnitt des Hohlrohres groß genug ausgebildet. Dieses Verhältnis wird im vorliegenden Zusammenhang als Ouorschnittsverhältnis bezeichnet. Das Innenprofil den Hohlrohreö und das seitliche oder Quersohnittprofil des Förderwagnns worden so ausgewählt, daß, wenn der Gas-, beispielGweisG LuftGtrci zwischen der Außenoberfläche eines fahrenden Förder\;;.gons uud der Innenwand des Hohlrohres geändert wird, dieeff el:, ti ve Oberfläche ausreichend groß ist. Wenn bei dieser Anordnung £ie Fahrtgeschwindigkeit eines nachfolgenden von zwsi Wagon erhöh!: oder die des voran fahrenden Wagens gesenkt wird, und folglich der Abotand zwischen beiden Wagen al 'δ α nehme η beginnt, v;ird die Luftsäule, die zwischen den gegenüberliegenden End^rjn der beiden Wagen und den entsprechenden Wände η des Rohres c-·. ."... es .'.lossen ist, kompriüiLL'i·, so daß der nachfolgende Vagen verzögert und zugleich der vorauf ehrende Wagen beschleunigt viird. Daäuroti wird die relative Geschwind!gkeitsdifferenz verringert; und cli-'j Gefahr eines Zusau&ienstoßes zwischen den beiden Wagen kenn ausgeschaltet werden.

Wenn Prachtzüge nit unterschiedlichen BeStimmungaorteη zu ^inew gemeinsamen Frachtzug für eine kurze Förderstrecke von z.B. einigen hundert Kilometern gekoppelt werden, ist eine erhebliche Zeit erforderlich, ua die Wagen in einem Frachthof oder Bahnhof auszusortieren, so daß eine schnelle Beförderung der F:t.:.clil; nicht zu erwarten ist. Wenn andererseits ein Zug aus Wagen für denselben Bestimmungsort zusammengesetzt wird, d.h., wenn οin sogenannter Einheitszug gebildet wird, kann zwar der Zeitvorluiifc sur. Aussortieren der W;jgeu ausgeschaltet werden, jedoch wird es erhebliche Zeit brauchen, uci ausreichend Fracht iVnZWuar^oln, de,·"; ein Zug von einem Bestimmungsort zu dem anderen gebildet wercic-n kann.

Der beste Weg sur Lösung dienes Probiuns und :;ur ,'! L^hcruu;·, ci\ ■· sohneilen Beförderung der Friiohfc besteht darin, Loladono V.^r:t■■;;;r,

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einzeln oder air: Gruppe susanmcn auf einer Hauptstrecke au befördsrn und sie in Zwoige aufzuteilen, ohne sie au einem Zug sus^'ü.en zu kuppeln.

Bei diesem System treten jedoch Schwierigkeiten der Steuerung der einzelnen Wegen und der Aufrechterhaltung der Fahrgeschwindigkeit zwischen den Wagen auf, wie sich bei Auto-Traffik-Zügcvi auf J3xpreßbühnen zeigt. Bas Problem zur Steuerung der einseinen Wagen kann auf verschiedene Art gelöst werden. Bas Pührung;;-schienenvei\Cahren "bietet eine relativ einfache Lösung. Zur Aufrechterhaitung der. Pahrtab stand es zv.ischcn den :.agen sind jeeiooh umfassende Überlegungen in Hinblick auf die Pahrtg^schv/indigkeiten und Brericgr^de der voranfahrenden und folgenC^^ Ma^ .η erforderlich, so a"<f.· >;ine selbstätige »Steuerung der V/agen ohne Bedienungspersonal ein ar.ßtrorcientlich koniplj aiertec Steuersystem erforderlich inaeht. Wenn dos Steuersystem so arbeiten würde·, daß ein konstanter Pahrtabctand zwischen zwei Wagen unabhängig von den Bedingungen des vor anfo.hr end en V/agenc: aufrechterhalten würde, könnte die automatische Steuerung etv/orj v.-Tcirfacht werden, ;ledoch würde bei hoher G-eschwindigkeit der Austand zwischen den beiden Wagen vergrößert und folglich die Transport-· kap-:;itMt der Pö'rdorstrecke selbst bei hoher Geschwindigkeit nicht sehr erhöht.

Das erf indungsger„äi3e Röhren-Transportsyster.i stellt eine sehr wirksame Lösung zur Überwindung dieser Schwierigkeiten dar. Bei dicsei.: System wird ein hohlsylinderförniges Rohr verlegt und in diesem eine Laufbahn angebracht. Entlang dieser Laufbahn worden Wagen hintereinander mit gegenseitigen Abstand laufen gelassen oder angetrieben. Entsprechend diesen System können Wagen nacheinander befördert wurden, sobald sie entladen sind. Dadurch wird die erwähnte Schwierigkeit überwunden und eine Möglichkeit geschaffen, Pracht mit hoher G-eschwindigkeit in erhöhten Umfange zu befördern. Es ist jedoch ein weiteres Problem im Zusammenhang mit diesem röhrenförmigen Transportsystem zu überwinden.

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Dieses Problem liegt darin, daß ein Zusammenstoßen der Wagen verhindert werden muß, wenn sie nacheinander laufen gelassen werden.

Um zu verhindern, daß der voranfahrende Wagen bei plötzlicher Verzögerung durch den nachfolgenden Wagen gerammt wird, nuß die Geschwindigkeitsveränderung in "beiden Wagen festgestellt und eine Vorrichtung vorgesehen werden, die durch diese Geschwindigkeit gesteuert wird. Wenn jedoch eine große Anzahl von Förderwagen nacheinander vorgesehen ist, urd jeder Wagen unterschiedlich verzögert werden muß, wix'd eine automatische Einrichtung zur Steuerung der Verzögerung so kompliziert, daß Ήβ Geschwindigkeitssteuerung In diesem Falle außerordentlich scti\:'er:?£ wird.

Im Hinblick auf die Nachteile eines solchen Systems ist die Erfindung auf die Schaffung eines Verfahrens zum Verhindern von Zusammenstößen zwischen zwei Förderwagen gerichtet, das keine besondere Ausrüstung erforderlich macht, sondern lediflioh als Kissen oder Polster die Luftsäule zwischen den Innenwänden des Hohlrohres und den gegenüberliegenden Enden der Förderwagen, die nacheinander auf der Fahrbahn innerhalb des Hohlrohres laufen, verwendet.

Erfindungsgemäß ist eine laufbahn auf der Innenseite eines Hohlrohres ausgebildet. Entlang dieser Laufbahn werden Förderwagen mit einem bestimmten Abstand nacheinander befördert. Die Gesamtfläche der Förderwagen an ihrem, in bezug auf die Fahrtrichtung senkrechten Endquerschnitt im Verhältnis zu der Querschnittsfläche des Hohlrohres (Querschnittsverhältnis) ist ausreichend groß bemessen.

Im folgenden werden beispielsweise, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

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Pig. 1a ist eine Ansicht, die das erfindungsgemäße System veranschaulicht;

Pig. 1b ist eine Darstellung, die das Arbeitsprinzip der Pig. 1a erläutert;

Pig. 2a bis 2c zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung; Pig. 2a ist eine Ansicht, die das Verhältnis zwischen dem Rohr und dem Pörderwagen zeigt; Pig. 2b ist eine Schnittdarstellung entsprechend Pig. 2a; Pig. 2c ist eine perspektivische Darstellung entsprechend Pig. 2a.

Im folgende-i soll das I-oftsäulenverfahren zum Steuern des Abstandes der Pörderwagen entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.

In Pig. 1a ist mit T beispielsweise ein Hohlzylinder bezeichnet, der im allgemeinen denselben Querschnitt in Längsrichtung hat. Mit 1,2 und 3 sind Pörderwagen gekennzeichnet, die getrennt mit unterschiedlichem Abstand in Längsrichtung entlang der Laufbahn fahren. Mit 11,12 und 13 sind die Spalten zwischen der Dachfläche der Pörderwagen 1,2,3 und der entsprechenden Innenwand des Rohrec I bezeichnet. Die Gesamtfläche 4 bis 6¹ des Endes jedes Pürderwagens im Querschnitt senkrecht zu der Fahrtrichtung ist im Verhältnis zu der Quersohnittsfläche des Hohlrohres ausreichend groß bemessen (Querschnittsverhältnis).

In diesem Falle sind das Innenprofil des Rohres T und das seit-· liehe Querschnittsprofil der Pörderwagen so ausgewählt, daß, wenn der Gasstrom zwischen der Außenoberfläche eines fahrenden Wagens und der entsprechenden Innenwand des Rohres T verändert wird, der dadurch gebildete effektive Querschnitt ausreichend groß int. In diesem Falle ist das Verhältnis des Bereiches des Endes jedes Förderwagens zu dem Querschnitt des Rohres klein, während die Fahrtgeschwindigkeit des Wagens hoch ist. Wenn Dich jedoch die Geschwindigkeit des Förderwagens verringert, kann dieses Verhältnis metre an 1 angenähert werden.

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Mit 8,9 und 10 sind die jeweiligen Luftsäulen "bezeichnet, die zwischen den gegenüberliegenden Wagen "bzw. deren Querschnitten 4' - 5 und 5¹ - 6 und auf der linken Seite gegenüber dem Ende 4 des Wagens 1 gebildet werden.

Wenn "bei dieser Anordnung alle Wagen mit derselben Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles A fahren, bewegt sich die Wagengruppe mit gleicher Geschwindigkeit, obwohl die einzelnen Wagen in der Gruppe durch verschiedene Abstände getrennt sein können. Wenn nun beispielsweise der Wagen 1 verzögert wird, und die Geschwindigkeit des Wagens 2 unverändert bleibt, verringert sieh. der Abstand zwischen den Wagen 2 und 1, und die Luftsäule 8 wird von dem Ausgangsdruck P_Q * auf den Druck Po_2 komprimiert.

Wenn der Druck der Luftsäule 10 als P^₀ und dex Dr _tck der Luftsäule 9 als Pq bezeichnet wird, wird der Wagen 1 durch die Druckdifferenz Pg.o" ^iη g^es°koben, während der Wagen 2 durch die Druckdifferenz £g_2~ ^q verzögert wird. Wenn die Luft der Luftsäule 8 durch die Spalten 11,12 entweicht, verringert sich der Abstand zwischen den Wagen 1 und 2 nach und nach, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Wagen 2 den Wagen 1 rammt. Wenn der Wagen auf diese Art nach und nach verzögert worden ist, wird der Wagen 3 noch langsamer verzögert. Auf diese Art wird der gesamte Prachtzug, der dem Wagen 3 auf der rechten Seite in Pig. 1a folgt, nacheinander verzögert.

Der gesamte Vorgang kann, wie in Pig. 1b dargestellt ist, mit den Wagen 1^T,2',3^f verglichen werden, die auf bekannte Art mit Hilfe von Luftkolben P₁, P₂ miteinander gekoppelt sind. Daher kann das in Pig. 1a dargestellte System mit einem System verglichen werden, bei dem alle Wagen entlang der Fahrbahn su einem einzigen Zug durch unsichtbare Luftkuppluii^en miteinander verbunden sind. Bei diesem System ist es möglich, die Abstände zwischen den Förderwagen ohne irgendeine. Bremseinrichtung su steuern. Es versteht sich, daß bei dem System gemäß Pig. Tb eier

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Bremsgrad durch geeignete Auswahl der Einstellöffnungen
gewählt v/erden kann.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechend
dem Grundaufbau gemäß Pig. 1a ißt in den Fig. 2a Ms 2c für den Fall eines Vagenantriebs durch Linearmotoren dargestellt.

In Pig. 2a Ms 2c ist mit 14 eine Reaktionsplatte bezeichnet, die ic Längsmittelpunkt des Bodens des Rumpfes des Wagens 1" angebracht ist. Auf beiden Seiten der Reaktionsplatte 14 verlaufen mit bestimmtem Abstand die Primärwicklungen 15 des Linearmolcrs. Bei dieser Ausführungnform kann nötigenfalls jeder Wagen durch ein tekanntes Linearmotorantriebssystem unter Verwendung der
Reaktionsplatte 14 und der Primärwicklungtri. Yj angetrieben werden.

Das im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendbare Antriebssystem für die Förderwagen muß jedoch nicht als Linearmotor ausgebildet sein,sondern kann aus jedem bekannten System, wie z.B. eine-: Brennkraftmaschine oder einen Elektromotor, bestehen. Die Art des Antriebssystornes ist für die Erfindung ohne Bedeutung. Mit 16 sind unabhängige Räder bezeichnet, die auf beiden Seiten eines Förderwagens angebracht sind und die auf Schienen R laufen, die auf einem Absatz 7 ausgelegt sind.

In den Fig. 2a bis 2c und 1a, 1b, bezeichnen dieselben Zeichen dieselben Teile, wobei das Bezugszeichen 1 dem Bezugszeichen 1", das' Besugszeichen 3 dem Bezugszeichen 3" entspricht und der in Fig. 2a bis 2c gezeigte Wagen 2" anders als der Wagen 2 gemäß
Fig. 1a Endplatten 5,5^! an beiden Enden in Laufrichtung aufweist. Eine Seitenwand oder ein Dach ist in diesem Falle nicht vorgesehen, abgesehen von der Seitenwand, die die Räder 16
trägt und den Container C aufnimmt. Ein solcher Aufbau des
Wagens 2" verhindert die Wirkungsweise der Erfindung nicht, da die Endplatten 5,5' auf dieselbe Art, wie die Endwände der
übrigen Wagen 1", 3" wirken.

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Die auf diese Art gebildeten Rohre T werden gemäß Pig. 2c nebeneinander gelegt und bilden eine Hinspur T und eine Rückspur T'. Die Wagen 1",2",3" werden gemäß Pig. 2a und 2b mit gegenseitigem Abstand laufengelassen oder angetrieben. Sodann kann sieh, wie in Zusammenhang mit Pig. 1a und b beschrieben, die Gruppe der Wagen trotz unterschiedlichen Abstandes zwischen den Wagen mit gleicher Geschwindigkeit bewegen, während die einzelnen Wagen mit gleicher Geschwindigkeit in dieselbe Richtung fahren. Wenn jedoch ein Wagen 1" verzögert wird, und die anderen Wagen mit gleicher Geschwindigkeit weiterfahren, nähert sich der Wagen 2" dem Wagen 1",und cie Luftsäule 8 wird auf einen höheren Druck komprimiert. Dabei wird durch die Kissenoder Polsterwirkun^; der Luftsäulen 8,9 und 10 verhindert, daß der Wagen 2" den \^ragea 1" rammt, wie es in Zusammenhang mit Pig. 1a und 1b bereits hoschrieben wurde.

Dieselbe Wirkung setzt sich nach und nach über alle Förderwagen in Richtung über, den Wagen 3" hinaus fort.

Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des Abstandea von fahrenden Wagon in einem röhrenförmigen Transportsystem ist durch verschiedene, gleichwertige Tests verifiziert worden. Im folgenden werden einige Testergebnisse wiedergegeben. Wie aus diesen Ergebnissen hervorgeht, ist die Bremswirkung der Luftsäule ausreichend groß, und zwar selbst in dem ungünstigsten aller vorstellbaren Pälle, d.h., wenn der voranfahrende Wagen plötzlich aus einer Geschwindigkeit von 90 km/h verzögert wird, und der nachfolgende Wagen mit dieser Geschwindigkeit von 90 km/h weiterfährt und gegen den voranfahrenden Wagen in der Röhre anstößt.

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Testergebnisse

Ausgangsgeschwindigkeit de8 voranfah renden und nachfolgenden Wagens (km/h)	90	■90 .	90	90
Anzahl der gekoppelten Wagen	20	20	20	20
Quei'schnittsverhältnis zwischen dem Wagen und dem Hohlrohr	0,9	0,95	0,975	0,95
Zeit vom Beginn des Bremsens bis zum Anhalten des voranfahrenden Wagens (Sek.	) ⁹	9	9	'.,5

Ursprünglicher Abstand zwischen

dem voranfahrenden Wagen und den 75 75 75 75

folgenden Wagen (m)

Zeit zwischen dem Bremsbeginn des
voranfahrenden Wagens und dem Auffahren des folgenden Wagens (Sek.) 8 9 13 7

Geschwindigkeit des nachfolgenden

Wagens unmittelbar vor dem Auf- 18 12 5 10

fahren (m/Sek.)

Bei diesem Beispiel betruf der Innendurchmesser des Rohres 5,5m, das Gewicht eines Wagens (eines voranfahrenden oder nachfolgenden Wagens) 35 t und der Rollwiderstand 100 kg/Wagen.

Erfindungsgemäß kann also der Abstand zwischen fahrenden Wagen in einem röhrenförmigen Transportsystem, wie es in !"ig. 1 und dargestellt ist, ohne Einbau eines komplizierten Bremssystemes und einer zugehörigen Steuereinrichtung, die herkömmlicherweise erforderlich ist, gesteuert werden. Wenn sich ^in nachfolgender Wagen dem voranfahrenden Wagen nähert, besteht !'eine Gefahr eines Auffahrens, da die relative Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den beiden Wagen stark reduziert wird.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Steuern des Abstand es fahrender Wagen, die durch ein röhrenförmiges Transportsystem gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, daß unverkuppelte Wagen mit gegenseitigem Abstand durch eine Röhre laufengelassen oder gefördert werden, deren Innenquerschnitt derart mit der Ouerschnittsfläche der Wagen übereinstimmt, daß eine Luftkisyenbildung zwischen den Wager, ermöglicht wird.
2. Transportsystem zur Durchführung des "Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlrohr mit einer laufbahn im Inneren versehen ist, und daß die Gesamtquerschnittsfläche eines Förderwagens an den Stirnseiten im Verhältnis zu der Querschnittsfläche des Hohlrohres ausreichend zur Bildung eines Luftkissens zwischen zwei Förderwagen bemessen ist.
3. Transportsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Querschnittsfläche eines Wagens zu der Querschnittsfläche des Hohlrohres 0,9 beträgt.
4. Transportsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Querschnittsfläche eines Wagens zu der Querschnittsfläche des Hohlrohres 0,95 beträgt.
5. Transportsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Querschnittsfläche eints Wagens zu der Querschnittsfläche des Hohlrohres 0,975 beträgt.

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