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Stromlinienförmiges Fahrzeug für Hängeschnellbahnen Mit der Erfindung
ist bezweckt, das im Hauptpatent 433 457 beschriebene stromlinienförmige Fahrzeug
für Hängeschnellbahnen derart auszugestalten, daß in einem einzigen Fahrzeug mit
nur einer Antriebsvorrichtung Personen in größerer Anzahl, beispielsweise bis zu
150, untergebracht werden können. Es ist nun bereits im Hauptpatent davon die Rede,
daß ein solches stromlinienförmiges Fahrzeug aus mehreren aneinanderpassenden, auswechselbaren
Gliedern zusammengesetzt sein kann und daß jedes einzelne Glied ein eigenes Laufwerk
besitzen kann. Diese Ausgestaltung bietet bei genügender Teilung des Fahrzeugs den
Vorteil, daß der Raddruck infolge einer großen Anzahl von= Laufrädern sehr verringert
wird. Außerdem können die einzelnen kurzen Fahrzeugglieder in ihren Bauelementen
wesentlich schwächer und somit leichter gehalten sein, weil in diesem Falle nur
kurze, auf Biegung beanspruchte Bauglieder vorhanden sind.
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Mit einer derartigen Ausgestaltung des Fahrzeuges aus mehreren aneinandergehängten
Gliedern ist insbesondere bezweckt, den Raddruck so weit zu verringern, daß Räder
mit elastischen Bandagen Verwendung finden können. Dadurch ist es möglich, die Fahrschiene
mit geringerer Genauigkeit und ohne Rücksicht auf kleinste Unebenheiten zu verlegen,
wodurch eine Verbilligung der Fahrbahnausführung erreicht wird. Bei einer solchen
Bauweise muß darauf Rücksicht genommen werden, daß die Laufwerke und die an ihnen
hängenden Teile des gegliederten Fahrzeuges sich bei der Kurvenfahrt entsprechend
den Krümmungen der Fahrschiene einstellen können. Deshalb sind die Glieder des Fahrzeuges
gemäß der Erfindung gelenkig miteinander verbunden, und zwar ist die Anordnung so
getroffen, daß von einem Fahrzeugglied zum anderen sowohl Zug- und Druckkräfte als
auch zwischen ihnen wirkende Querkräfte übertragen, Biegemomente dagegen nicht übertragen
werden können.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht. Abb. z zeigt schematisch eine Seitenansicht eines aus mehreren
verhältnismäßig kurzen Gliedern zusammengesetzten Fahrzeuges, bei welchem die Zwischenglieder
gleich sind. Das erste und letzte Glied des Fahrzeuges ist der erforderlichen Form
entsprechend ausgebildet. -Die Abb. 2 bis 5 zeigen gelenkige Verbindungen zwischen
den Fahrzeuggliedern in Seitenansicht bzw. in schaubildlicher Darstellung. Die Abb.6
zeigt in Seitenansicht die Ausgestaltung eines Fahrzeuggliedes, Abb. 7 ein Schaubild
eines Fahrzeuggliedes, bei welchem der vordere Teil des den Fahrgastraum umschließenden
Raumfachwerks fortgelassen ist. Die Abb. 8,
g, io und ix zeigen
verschiedene Zusammenstellungsmöglichkeiten verschiedenartiger Fahrzeugglieder.
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Wie die Zeichnung Abb. i erkennen läßt, ist der Fahrzeugkörper durch
den Einbau von Federgelenken in einzelne Glieder zi zerlegt. Infolge der Federgelenke
kann sich der Fahrzeugkörper bei Fahrt durch Kurven in gewissen Grenzen krümmen.
Die einzelnen Fahrzeugglieder - selbständige starre Raumfachwerke r-- sind beispielsweise,
wie in Abb. i dargestellt ist, an Radgestellen aufgehängt. Es ist ersichtlich,,
daß durch diese Anordnung der Raddruck sehr klein gehalten werden kann. Unter normalen
Verhältnissen läßt sich der Raddruck auf ungefähr 2 t herunterbringen. Dementsprechend
können die Radgestelle i2 womöglich unter Verwendung von Leichtmetall sehr leicht
gehalten werden und bilden somit keine besonders großen örtlich angehäuften . unabgefederten
Massen. Rücksichten auf die Fahrt in Krümmungen brauchen nicht genommen zu werden,
da sich alle Glieder des Wagens entsprechend der Krümmung einstellen können. Die
einzelnen Fahrzeugglieder ii können spezifisch besonders leicht ausgebildet werden,
weil die Biegelängen der tragenden Bauteile besonders kurz sind.
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Ein in der oben gekennzeichneten Weise in einzelne Glieder aufgelöster
Fahrzeugkörper muß hinsichtlich der Übertragung von Kräften besonders ausgebildet
sein. Von einem Fahrzeugglied zum anderen müssen Längs- und Querkräfte übertragen
werden können; Längskräfte, damit z. B. beim Anfahren und Bremsen die einzelnen
Fahrzeugglieder nicht auseinandergerissen werden und Querkräfte, damit keine Verschiebungen
der aneinandergrenzenden Endquerschnitte der Fahrzeugglieder gegeneinander möglich
sind. Nennenswerte Momente dürfen nicht übertragen werden, da sich sonst der Fahrzeugkörper
nicht krümmen kann. Zur Übertragung von Längs- und Querkräften sind Gelenke geeignet.
Grundsätzlich genügt zur Übertragung dieser Kräfte ein Gelenk, das als normales
Kugelgelenk ausgebildet sein kann und sich bestens in unmittelbarer Nähe der Schiene
befindet. Vorteilhafter ist aber eine Anordnung von mehreren Gelenken auf dem Umfang
des Fahrzeugquerschnittes. In den Abb. 6, 7, 8 und g sind die Gelenke 46 über den
Umfang des Fahrzeuggliedes verteilt. Sie können beispielsweise die Verbindung der
Längsträger zweier aneinanderstoßender Fahrzeugglieder herstellen. Diese Gelenke
dürfen bis auf eins nicht mehr gewöhnliche Kugelgelenke sein, weil sonst Momente
übertragen werden. Sie müssen bis auf eins als Gelenkfedern ausgebildet sein, die
wohl Querkräfte übertragen können, aber unter Längskräften federnd nachgeben. Dabei
sind die Federn vorteilhaft um ein gewisses Maß vorgespannt. Wählt man die Federspannung
genügend groß, so kann schließlich auf das letzte gewöhnliche Kugelgelenk verzichtet
werden. In den Abb. 2 und 3 sind beispielsweise zwei Gelenkfedern dargestellt, wobei
die in Abb. 2 gezeigte Anordnung zwei vorgespannte Federn aufweist. Die Gelenkfedern
sind unmittelbar an der beispielsweise aus Stahlrohren gefertigten Tragkonstruktion
der Fahrzeugglieder befestigt. Aus dem Rohr 13 ragt auf einem Stiel ein Gelenkknopf
oder eine Gelenkkugel 1q. heraus, der in zwei Halbringen 15 und 16 kugelig gelagert
ist. Die Halbringe 15 und 16 liegen an dem eingeschraubten Ringe 17 an. Zwischen
den Deckeln des Gehäuses 18 und den Halbringen 15 und 16 liegen die vorgespannten
Federn i9 und 2o, die beide als Druckfedern wirken. Wird die Gelenkfeder durch Zugkräfte,
die größer sind als die Vorspannkraft jeder Federn, beansprucht, so tritt die Feder
i9 in Tätigkeit, bei entsprechender Druckkraft die Feder 2o. Das Gehäuse 18 ist
fest zeit dem Rohr 23 verbunden. In Abb. 3 ist eine ähnliche Anordnung unter Verwendung
von Vollgummiringen 21 gezeigt. Der Gelenkknopf 22 ist wieder durch einen Stiel
unmittelbar am Rohr 13 befestigt; er findet sein Widerlager im Gehäuse 2q., das
seinerseits fest mit dem Rohr 25 verbunden ist. Die ringförmigen Gummipolster 21
stellen die Federung her.
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Die beschriebenen wenigen, aber immerhin noch voluminösen Gelenkfedern
können durch eineüberdenganzenUmfang derEndquerschnitte der Fahrzeugglieder verteilte
Aaslenkung ersetzt werden. In Abb. q. und 5 sind zwei derartige Anordnungen dargestellt.
Die Übertragung der Querkräfte geschieht durch eine große Zahl kleiner harter Blattfedern
27, die unmittelbar auf den Endquerringen 26 der Fahrzeugglieder befestigt sind.
Die Zugkräfte werden durch Druckfedern 28, die Drucl&räfte durch die Federn
29 übertragen; beide Federn können vorgespannt sein. Es können die die Zugkräfte
und Druckkräfte aufnehmenden Federn durch Gununischnüre ersetzt werden, die dann
an besonderen Hilfsstäben befestigt werden müssen. In Abb. 5 ist als weitere Lösung
dargestellt, wie mittels Gummipuffer 30 und 31 Druck- und Zugkräfte übertragen
werden können. Die kurzen harten Blattfedern 32, die die Querkräfte übertragen,
sind am Ende so umgebogen, daß sie die Zugkräfte von einem Endquerschnitt zum andern
über den Gummipuffer 31 übertragen.
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Schließlich wird gemäß der Erfindung zur Aaslenkung der einzelnen
Fahrzeugglieder aneinander auch die elastische, passend verstärkte Außenhaut des
Fahrzeugkörpers herangezogen, die die Zugkräfte überträgt. Druckkräfte werden durch
die Gummipuffer, Querkräfte durch kurze Blattfedern, ähnlich den in Abb. q. und
5 dargestellten, übertragen.
Die Verbindungsstelle zweier Fahrzeugglieder
wird von der Außenhaut so verdeckt, daß die infolge der Gelenkfederverbindungen
möglichen Bewegungen der einzelnen Glieder gegeneinander ohne Zerstörung der Außenhaut
eintreten können.
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Die einzelnen Fahrzeugglieder werden zur leichten Auswechselbarkeit
womöglich gleichartig ausgebildet. Beispielsweise kann der Aufbau der Fahrzeugglieder,
wie in Abb. 6 schematisch dargestellt ist, so geschehen, daß symmetrisch zu einer
Mitteltür 34 auf beiden Seiten j e ein Sitzraum 35 bzw. 36 angeordnet wird. In jedem
Sitzraum finden vier, sechs oder mehr Personen zu je zweien oder dreien nebeneinander
Platz. Der Türraum 34 ist so hoch, daß eine Person bequem aufrecht in ihm stehen
kann. Dort können auch Toiletteneinrichtungen oder ähnliches untergebracht sein.
Die Sitzräume 35 und 36 jedoch sind womöglich, weil die Gegenräder des Laufwerks
4o Raum beanspruchen, ähnlich dem Innenraum einer Limousine so niedrig gehalten,
daß das Einnehmen der Sitzplätze noch gut möglich ist, ein Aufrechtstehen aber ausgeschlossen
ist. Die Zwischenräume zwischen den einzelnen Teilen können natürlich mit Öffnungen
versehen werden, durch die eine Person, vor allem das Bedienungspersonal, in gebückter
Stellung in das Nachbarfahrzeugglied gelangen kann. Durch die Verminderung der Höhe
in dem Sitzraum kann die gesamte Fahrzeughöhe klein gehalten werden, was bei wirklichen
Schnellbahnen hinsichtlich des Luftwiderstandes und Seitenwindeinflusses sehr erwünscht
ist.
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Die symmetrische Anordnung der Sitzräume 35 und 36 zum Türraum 34
bietet statisch den Vorteil- einer verhältnismäßig leichten Tragkonstruktion. Infolge
nur einer geringen unsymmetrischen Belastung des Fahrzeuggliedes die durch Sitzplatzanweisung
fast ganz verhin-, dert werden kann, kann der Türraum 34 als sehr leichter Kastenrahmen
ausgebildet werden, dessen Stiele und Riegel wenig Biegekräfte erhalten. In Abb.
7 ist der statische Aufbau eines Fahrzeuggliedes schaubildlich dargestellt. Der
im Bilde vorn liegende Sitzraum ist fortgelassen. 47 sind die vier Eckstiele eines
Kastenrahmens, die oben durch die Riegelplatte 48 steif miteinander verbunden sind.
Nach oben sind je zwei der Eckstiele zu den Oberstielen 37 zusammengezogen, die
ihrerseits mit einem leichten Fachwerk 38 gegeneinander abgestützt werden können,
wie es in Abb. 6 und 9 gestrichelt eingezeichnet ist. Von den Oberstielen aus wird
das Gewicht des Fahrzeuggliedes über besondere Federn 39 auf das Laufwerk 40 übertragen,
was zweckmäßigerweise, wie in Abb. 7 gezeigt, angeordnet werden kann. Die unteren
Enden der Eckstiele 47 sind entweder steif oder, wie gezeichnet, bei geringer Bauhöhe
gelenkig durch die Bodenplatte 41 miteinander verbunden. Die beiderseits des Türraumes
liegenden Sitzräume sind als leichte räumliche Fachwerke 42 ausgebildet, wie es
auf der einen Seite des Kastenrahmens in der Abb. 7 dargestellt ist. Die mit Rücksicht
auf den Luftwiderstand erwünschte Form des die Laufwerke enthaltenden Rückenwulstes
für derartige Hängeschnellbahnfahrzeuge ist in Abb. 7 gestrichelt dargestellt. Dieser
Rückenwulst ist am besten getrennt vom eigentlichen Traggerüst des Fahrzeugs anzuordnen
und kann beispielsweise aus einem leichten Fachwerkgerüst mit der entsprechenden
Verkleidung bestehen.
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Die einzelnen Fahrzeugglieder können auch anders ausgebildet werden.
In der in Abb. 8 dargestellten Anordnung -sitzen z. B. die Lauf-,verke 4o an zwei
biegungssteifen Endquerschnitten 43. Die Laufwerke 4o bestehen aus Lauf- und Gegenrad.
Zwischen diesen Endquerschnitten 43 sind aus leichter Fachwerkskonstruktion bestehende
Sitzräume 44 angeordnet, die in der Mitte durch den den Türraum 45 umschließenden
Kastenrahmen verbunden sind. Der Türraum hat wieder Stehhöhe, während die Decke
der angrenzenden Sitzräume herabgezogen ist. An den Endquerschnitten 43 sind die
einzelnen Fahrzeugglieder durch Gelenkfedern 46 aneinandergelenkt.
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In manchen Fällen kann eine andere Gliederung des Fahrzeugkörpers
vorteilhaft angewendet werden. Sie ist in der Abb. 9 dargestellt. Hier ist der als
Kastenrahmen ausgebildete Türraum 45 als selbständiges Glied behandelt und mit den
Laufwerken 40 versehen. Die aus leichter Fachwerkkonstruktion bestehenden Sitzräume
44 sind mittels der oben beschriebenen Gelenkfedern 46 an die Türglieder angelenkt.
Die Sitzräume können auch in der Mitte oder an den Enden mit Laufwerken versehen
werden. Zwischen je zwei Sitzräumen liegt dann der Türraum, der mit Gelenkfedern
angelenkt ist. Die statische Ausbildung der Glieder ist ähnlich der der oben beschriebenen.
Weitere Gliederungen des Fahrzeugkörpers sind in den Abb. io und ii dargestellt.
Bei der Ausführungsform nach Abb. io ist der Türraum 45 gleichfalls als selbständiges
Glied ausgebildet, jedoch nur mit einem Laufwerk 40 versehen und mit den Sitzräumen
44 zu beiden' Seiten gelenkig gekuppelt, die ihrerseits an den dem Türraum benachbarten
Enden mit Laufwerken 40 versehen sind. Bei der Ausführungsform nach Abb. ii besteht
jedes Glied aus Türraum 45 und zu beiden Seiten angeordneten Sitzräumen 44 entsprechend
der. Abb. 6 und 7; jedoch ist die Aufhängung an den Laufwerken 40 je an das eine
Ende verlegt, wogegen das nicht mit Laufwerk versehene Ende des benachbarten "Gliedes
mit dem mit Laufwerk versehenen Ende gelenkig verbunden ist.