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Oberbaugestaltung in Streckenbögen, insbeson-
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dere für Hochgeschwindigkeits-Verkehrsmittel Die Erfindung bezieht
sich auf eine Oberbaugestaltung in Streckenbögen, insbesondere für Hochgeschwindigkeits-Verkehrsmittel
mit mindestens zwei Trag/Führungs-Bahnen, die unterschiedliche Überhöhungen aufweisen.
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Das Bestreben, die Geschwindigkeiten von Land-Verkehrsmitteln beträchtlich
zu steigern, führte zu nach neuen Technologien (NT) entwickelten Verkehrsmitteln,
die ohne materielle Berührung gegenüber der zugehörigen Fahrbahn getragen und geführt
werden. Eine dieser neuen Technologien ist beispielsweise die elektrodynamische
Schwebetechnik (EDS). Die Erfindung soll Jedoch auf alle berUhrungsfreie Bahnsysteme
anwendbar sein. Aus verschiedenen Gründen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, solchen
NT-Verkehrsmitteln noch die zusätzliche Möglichkeit einer Abstützung bzw. Führung
über ein Gleit- oder Roll-System zu geben. Ein solches GoR-System erleichtert z.B.
das positive bzw. negative Beschleunigen der NT-Verkehrsmittel und trägt allgemein
zu deren Sicherheit bei.
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Während des Schwebezustandes befinden sich die Trag- und Führungselemente
des GoR-Systems in beträchtlichem Abstand über den zugehörigen Schienen, über denen
sie geführt werden. Die hierzu erforderlichen FUhrungs-, NotfUhrungs- und Eingleisungs-Systeme
sind Jedoch nicht Gegenstand vorliegender Erfindung.
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Aus dem herkömmlichen Eisenbahnbetrieb her ist es bereits bekannt,
daß in Streckenkurven die Gleise mit einer Überhöhung verlegt werden müssen, deren
Höhe vom KrUmmungshalbmesser und der maßgebenden Geschwindigkeit abhangt. Als Erfahrungswert
hat sich herausgestellt, daß dem Fahrgast höchstens Querbeschleunigungswerte zwischen
0,85 m/s2 und 1,2 m/s2 zugemutet werden können. Wegen der Gefahr des Wanderns der
Last im Fahrzeug sind diese Querbeschleunigungswerte in etwa auch für Güterfahrzeuge
zu beachten.
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Bei GoR-Fahrzeugen ist die Überhöhung nicht über einen Wert hinaus
zu steigern, der einem Überhöhungswinkel von etwa 60 gegenüber der Waagerechten
entspricht, weil ein Fahrzeug beispielsweise infolge von Zwangsbremsung in einer
überhöhten Kurve zum Halt kommen könnte. In diesem Falle wirkt auf Fahrgäste bzw.
Ladung bei 60 Überhöhung ein Hangabtrieb entsprechend 1,0 m/s2. Andererseits begrenzt
die angegebene Überhöhung die mögliche Höchstgeschwindigkeit in einem Gleisbogen
mit 1210 m Halbmesser (Annahme) auf 160 km/h. Wollte man unter sonst gleichen Querbeschleunigungsverhältnissen
etwa mit 200 km/h die Kurve befahren, dann wären kleinere Krümmungshalbmesser als
1890 m nicht möglich.
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Diesen Grenzen der möglichen Überhöhung sind NT-Fahrzeuge so lange
nicht unterworfen, wie sie berührungefrei über
ihrer Fahrbahn schweben.
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Müßte aber das NT-Verkehrsmittel etwa aus sicherheitstechnischen Gründen
in einer Kurve mit einer entsprechend seiner maßgebenden Geschwindigkeit ausgebildeten
Überhöhung zum Stillstand kommen, wobei es dann auf seinem GoR-System abgestützt
ist, dann wäre der auf die Fahrgäste wirkende Hangabtrieb unzulässig groß. Das gleiche
trifft auf ein GoR-Fahrzeug zu, das die stark überhöhte Kurve mit Geschwindigkeiten
etwa um 100 km/h und darunter durchfährt.
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Demgemäß ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Kurvengestaltung
für einen Oberbau einer Strecke zu schaffen, die für NT-Fahrzeug und GoR-Fahrzeuge
mit hohen bzw.
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mittleren Geschwindigkeiten geeignet ist, wobei in der Kurve solche
Fahrzeuge auch halten können, ohne daß die geschilderten Nachteile auftreten. Diesen
technischen Erfordernissen soll auf möglichst vorteilhafte Weise Rechnung getragen
werden.
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Zwar ist aus dem Eisenbahnwesen bereits eine Gestaltung des Oberbaues
in Kurven bekannt, die für Hochgeschwindigkeits- und normal-schnelle Fahrzeuge geeignet
sein soll und die dadurch gekennzeichnet ist, daß in gewissem Abstand zu einer für
hohe Geschwindigkeiten geeigneten Fahrspur parallel zu dieser eine zweite Fahrspur
geringerer überhöhung für langsamere Fahrzeuge angeordnet ist. An Kurvenanfang und
-ende stellt je eine Weiche den Anschluß an das benachbarte Gleisstück her. Ein
derartiger Oberbau ist für die sehr schnellen NT-Fahrzeuge nicht geeignet, weil
ein Einspuren des GoR-Teiles bei einer Zwangsbremsung auf dem bekannten Oberbau
nicht möglich ist (DT-OS 23 57 511 bzw. DT-OS 23 44 431).
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Dieser Mangel wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung
völlig beseitigt, wobei u.a. noch folgende Vorteile erzielt werden: Der benötigte
Regellichtraum ergibt sich allein aus dem Fahrzeugumriß; zusätzlicher Raum wegen
der seitlichen Versetzung der Hochgeschwindigkeits- gegenüber der Normalgeschwindigkeitsspur
ist nicht erforderlich.
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Auf ein und demselben Oberbau können Verkehrsmittel mit erheblich
unterschiedlichen maßgebenden Geschwindigkeiten sowie nach verschiedenen Techniken
geführt werden.
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Hierbei sind die Jeweiligen Überhöhungen in Kurven entsprechend den
beiden bevorzugten maßgebenden Geschwindigkeiten weitgehend freizügig wählbar.
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Unerwünschte positive bzw. negative Querbeschleunigungen treten bei
den systemeigenen Geschwindigkeiten nicht auf.
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Der Oberbau für derartige Hochgeschwindigkeits-Verkehrsmittel weist
eine Bahn für berührungslose Fahrzeugführung und eine zweite mit Schienen ausgerüstete
auf, die für die Elemente des GoR-Systems bestimmt ist.
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Ein derartiger mit Bahnen sowohl für das NT- als auch für das GoR-System
ausgestatteter Oberbau ermöglicht es, auf ein und derselben Strecke nacheinander
Verkehrsmittel sowohl für hohe Geschwindigkeiten (beispielsweise etwa 500 km/h)
als auch für herkömmliche Geschwindigkeiten (beispielsweise etwa 100 bis i50 km/h)
verkehren zu lassen. Dies trägt zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Systems
bei, da die hohe Geschwindigkeit sich nur für den Personenverkehr als zweckmäßig
erwiesen hat, während der Güterverkehr günstiger mit herkömmlichen Geschwindigkeiten
abgewickelt
wird. Die Schienen der ohnehin aus den oben geschilderten Gründen für die NT-Verkehrsmittel
benötigten GoR-AusrUstung können also doppelt ausgenutzt werden.
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Neuartige Verkehrsmittel können gegebenenfalls auf große Längen vorhandene
Trassen nach entsprechender Ergänzung ausnutzen.
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Ferner ist es möglich, auf der gleichen Trasse zeitlich gestaffelt
sehr schnelle Personenverkehrsmittel und langsamere Güterzüge verkehren zu lassen,
wobei die erstgenannten berührungsfrei getragene und geführte Fahrzeuge, die zweitgenannten
hingegen GoR-ZUge sein können.
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Die raum- und kostensparende Kombination von Einrichtungen der Schwebefahrzeugtechnik
(NT) auf GoR-Bahnkörpern kann erst durch die erfindungsgemäßen Mittel auch in Kurven
ihren vollen Nutzeffekt erbringen.
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Aus der schematischen Zeichnung und der nachfolgenden Gegenstandsbeschreibung
ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung entnehmbar.
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Mit 1 ist der untere Teil eines Fahrzeugumrisses bezeichnet, wobei
das Fahrzeug entweder von einem Gleit- oder Roll-Trag/Fthrungs-System 2 oder einem
berührungsfreien NT-System 3 getragen bzw. geführt sein kann.
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In der Darstellung wurde für das Gleit- oder Roll-System als Beispiel
das bekannte Rad-Schiene-System gewählt. Der Gegenstand der Erfindung ist Jedoch
auf Jedes andere Gleit-oder Roll-System anwendbar.
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Bei dem NT-System kann es sich beispielsweise um elektrodynamische
Schwebetechnik (EDS) handeln; der Gegenstand der Erfindung ist Jedoch auch auf Jedes
andere berUhrungsfreie Trag/FUhrungs-System anwendbar, das hohe Geschwindigkeiten
ermöglicht.
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Bestandteile des GoR-Systems 2 sind dem Oberbau zuzurechnende Schienen
5 sowie Bestandteile des Fahrzeuges bildende Trag- und Führungselemente, die in
der Zeichnung symbolisch durch Räder 6 angedeutet sind. Die Teile des Goff-Systems
können sich im Grundaufbau zwar an herkömmliche Eisenbahnteile anlehnen, aber in
Einzelheiten dem besonderen Anwendungszweck angepaßt sein.
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Als beispielsweise Ausgestaltung des NT-Oberbaues sind in der Zeichnung
zwei Reaktionsschienen 7 sowie eine Bettung 8 für SeitenfUhrungs- und Wanderfeldwicklung
angedeutet.
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Diesen Teilen entsprechen am Fahrzeug bzw. dessen Schwebegestell die
Tragmagnete 9 sowie die FUhrungsfVortriebs-Magnete 10.
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Am Fahrzeug bzw. am Schwebegestell befinden sich außerdem an sich
bekannte und darum nicht dargestellte Notkufen.
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Für das sichere Einspuren des Fahrzeuges aus dem Schwebein den Gleit-
oder Rollzustand ist Voraussetzung, daß die lotrechte Längsmittelebene 11 des Fahrzeuges
bzw. dessen Schwebegestelles tzein Aufsetzen auf das GoR-System waagerecht quer
höchstens um eine Schwingungsbreite 13 von der Spurmitte 4 entfernt geführt wird.
Durch systemimmanente Maßnahmen ist sichergestellt, daß die Schwingungsbreite 13
erheblich kleiner bleibt, als die halbe Breite des Spurkanals 12. Dadurch wird ein
Fahrzeug auch bei Ausfall des Träg- bzw. Führungssystems sowohl in der Geraden als
auch in Streckenkurven aus dem Schwebezustand immer über das GoR-System 2 sicher
zum Halt kommen.
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In der Geraden sind nun, was als selbstverständlich nicht gezeichnet
wurde, die Oberbau-Mittel sowohl des GoR-Systems 2 als auch des NT-Systems 3 waagerecht
verlegt. In Kurven hingegen sind die Oberbau-Mittel der beiden Teilsysteme entsprechend
unterschiedlichen Uberhöhungen gegeneinander verschränkt, wobei die Verschränkungsebenen
etwa in Spurmitte 4 einander schneiden.
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Wie die Zeichnung im einzelnen zeigt, ist der Oberbau des GoR-Systems
gegenüber der Waagerechten um den Winkel 14 und der Oberbau des NT-Systems 3 um
den größeren Winkel 15 überhöht.
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Die genannten Winkel hängen von den maßgebenden Geschwindigkeiten
und dem Krümmungshalbmesser ab. Da im NT-Betrieb größere Geschwindigkeiten als im
GoR-Betrieb in Betracht kommen, ist wie gesagt, der Winkel 15 größer als der Winkel
14, der seinerseits wegen des zu beachtenden Hangabtriebes üblicherweise nicht größer
als 60 sein wird. Der Winkel 15 kann beispielsweise 9 betragen.
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Die sich aus den genannten Winkeln im Oberbau bzw. beim Fahrzeugumriß
ergebenden Verhältnisse sind aus der Zeichnung ersichtlich, in der der Fahrzeugumriß
1 in der dem GoR-System entsprechenden Überhöhung voll ausgezogen und in der dem
NT-System entsprechenden Überhöhung strichpunktiert dargestellt wurde.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist das Beibehalten der festgelegten
Überhöhungswinkel 14, 15 dadurch sichergestellt, daß die Oberbaumittel auf Schwellen
16 verlegt sind, die hierzu entsprechende Befestigungsflächen 19, 20, 21 aufweisen.
Zur Befestigung und Auflagerung der Schienen 5 dienen Oberbaumittel, die aus den
beim Eisenbahnbau üblichen,. evtl. entsprechend abgewandelt worden sind.
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Eine noch bessere Fixierung des Oberbaues ist durch Anwendung von
Platten 17 möglich, die insbesondere für aufgeständerte Bauweise auch als Kastenprofile
18 ausgebildet sein können.