WO1992004218A1 - Verfahren und vorrichtung zur erstellung einer vakuum-magnetschwebebahn - Google Patents

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WO1992004218A1
WO1992004218A1 PCT/EP1991/001673 EP9101673W WO9204218A1 WO 1992004218 A1 WO1992004218 A1 WO 1992004218A1 EP 9101673 W EP9101673 W EP 9101673W WO 9204218 A1 WO9204218 A1 WO 9204218A1
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magnetic levitation
tube
train
station
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Werner Foppe
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Werner Foppe
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00—Other railway systems
    • B61B13/12—Systems with propulsion devices between or alongside the rails, e.g. pneumatic systems
    • B61B13/122—Pneumatic systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00—Other railway systems
    • B61B13/10—Tunnel systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • the present invention relates primarily to a method according to which a mass transport system can use magnetic levitation technology, two vacuum transport tubes and a tunnel using the laws of gravity and the vacuum energy store of the vacuum transport tubes, as acceleration momentum, to achieve speeds of sound travel.
  • the invention teaches devices for performing the method.
  • the invention aims to build a completely new high-speed traffic system that does not have the disadvantages, limitations and environmental pollution of currently existing or planned high-speed traffic systems.
  • the evacuated transport tube forms a huge energy store, which accelerates the vacuum train under atmospheric pressure and with the help of gravity to maximum speed for a few minutes.
  • the installed power which provides this force of acceleration in a few minutes, is supplied by a long-lasting compression system with high, energy-efficient efficiency and is 30 times less than the power required for the current acceleration.
  • Magnetic levitation technology also promises hardly any advantages over the railway concept and cannot exploit its potential possibilities of achieving higher travel speeds than the wheel-rail system, as long as it has to overcome the frictional resistance of the atmosphere just like with the railway.
  • the advantages of the combined vacuum transport tube magnetic levitation railway lie in the resistance-free, contact-free driving technology, which allows supersonic travel speed, in minimal energy consumption, which can also be covered by environmentally friendly energy coupling systems, in which, depending on requirements, compression output and electricity or thermal energy are generated for a connected district heating system and thus a high degree of energy utilization is achieved, through which the investment costs are quickly amortized.
  • underground routing such as the small space requirement, the straight route, the weather independence, minimal accident risk, fully automatic traffic control, long service life with little maintenance and hardly any construction delays due to citizens' objections.
  • high capacity utilization due to high travel speed with short train distances and high user acceptance due to high transport speed, high driving comfort, and unrivaled low fares.
  • the vacuum maglev train is a modern mass transport that meets the needs of current and future traffic requirements well into the next century and is not accompanied by environmentally damaging effects, as is the case with current traffic systems.
  • the main route can pass through without an intermediate stop, since entry routes lead up to the individual train stations for both directions of travel and exit routes down to the main transport tube again.
  • FIG. 1 shows an alternative route with a vacuum transport tube and a magnetic levitation train with a station and associated atmospheric chambers, vacuum locks and acceleration chamber;
  • a tunnel 1 is advantageously created using a displacement drilling technique (such as, for example, with the above-mentioned fusion drilling method DE 25 54 101 C2), with which the tunnel shape is optimally adapted to the required space requirement of the vacuum transport tubes 2 and thus only a minimal tunnel space mass can be moved , since the drilling head of the tunnel boring machine is adapted to the desired profile of the tunnel.
  • a displacement drilling technique such as, for example, with the above-mentioned fusion drilling method DE 25 54 101 C2
  • the displacement drilling technology a continuous drilling process with a high drilling rate of more than 1000 m per day is possible at the same time, in which a solid tunnel wall is also created from the displaced tunnel space mass.
  • the course of the tunnel can adapt to the geological conditions.
  • the vacuum transport tube passage section 26 generally runs in a straight line and lower than stations 23, which can be reached through exit and entry sections 27, 28 and have a falling section 28 for accelerating and a climbing section 27 for braking.
  • the main route 26 can be traveled at full speed to the destination station, since trains to the other stations also enter the ascending route 27 at full speed and are thus accelerated three times by atmospheric pressure, gravity and magnetic drive technology after leaving station 23 on the descent that they insert themselves again at high speed into the traffic flow of the main route 26 under electronic monitoring.
  • the traffic flow runs in both directions in one-way traffic, so that collisions are excluded and the currently high rates of fatalities in air, rail and car traffic are drastically reduced.
  • a magnetic levitation train 3 is threaded out of the vacuum transport tube passage 26 into a destination station vacuum tube 27 under fully electronic control via the central computer which instructs the on-board computer to hydraulically execute the extend the runner 10, which is located in the roof of the vacuum magnetic levitation train 3.
  • the carrying and guiding magnet 14 directs the vacuum magnetic levitation train 3 into the rising execution tube 27 when the execution rail 12 is tangent, which is mounted on the ceiling of the vacuum execution tube from the inside and extends into the vacuum passage transport tube. Due to the effect of gravity, the magnetic levitation train is braked on the slope by the amount that was transferred to train 3 by the force of gravity as acceleration energy on a corresponding gradient.
  • the acceleration energy from the vacuum accumulator 13 and the magnetic levitation drive technology is largely recovered as electrical energy during the braking process.
  • the vacuum lock 21a is closed and the atmosphere chamber 22 is flooded to atmospheric pressure.
  • the train can enter the station 23 at atmospheric pressure.
  • the vacuum valve 21c is closed and the flood gates behind the vacuum valve 21c are opened.
  • the magnetic levitation train When the vacuum valve 21d is opened, the magnetic levitation train is catapulted under atmospheric pressure and with the participation of its own gravity and the magnetic levitation drive technology into the sloping section of the acceleration chamber 25 and brought to the necessary cruising speed in the vacuum through-tube by the magnetic levitation drive technology.
  • the flooding gates of the atmosphere chamber 24 and the vacuum locks 21d and 21e of the acceleration chamber 25 are closed and the vacuum is restored via the compression system.
  • the vacuum catapult which the vacuum transport tube forms under atmospheric pressure, acts on a magnetic levitation train with a cross-sectional area of 15 m 2 , which is offered, for example, by a 3 m high and 5 m wide train, with a pushing force of 150 tons, which are available for acceleration from a standing position and are only used briefly as pushing force.
  • the peak acceleration takes place - after the atmospheric pressure has been hidden on the vacuum magnetic levitation train - in addition to gravity, if there is still a gradient, essentially by means of the magnetic levitation drive technology.
  • FIG II shows a tunnel cross-section which is optimally used in terms of space, in which the two vacuum transport tube strands 26 are located, which lie at appropriate intervals on roller bearings 8 in order to be protected against ground movements or material expansion.
  • the guide channels 6 are formed, in which the magnetic levitation train slides by means of the skids 7 and the carrying and guide magnets 19 and 18.
  • the drive and supply units of the magnetic levitation train 3 are located in the floor space 5.
  • the passenger or transport space 4 is connected above this.
  • the continuous deflection skids installed in the ceiling of the magnetic levitation trains are extended under example 10 and retracted under 11. That the magnetic levitation train 3 with the hydraulically extended skid formation is carried out on the next extension tubes 27 from the vacuum passage transport route.
  • the magnetic levitation train with retracted runner 11 remains in the through tube.
  • the free ceiling space 9 is available as a supply tank for oxygen or water or for other purposes.
  • FIG III shows in detail the levitation and drive components in the guide channel 6 of the magnetic levitation train.
  • the carrying and guiding magnets 19 and 18 are connected via the skids 7 to the aggregate level 5 of the magnetic levitation train.
  • the storage rails 15 and the guide rails 17 are located on the inside of the guide channel 6.
  • the stator package including windings 20 is installed on the upper side in such a way that maintenance or replacement of the tunnel space 1 can take place without interrupting the vacuum or the flow of traffic in the relevant vacuum transport tube. Parts that are subject to wear or failure are so arranged that they either have to be serviced from the tunnel room or in the magnetic levitation train itself, which can be removed from the vacuum transport tube at any time by discarding it for maintenance and repair.

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Abstract

Die Vakuum-Magnetschwebebahn (3) ist ein röhrengebundenes Hochgeschwindigkeitstransportmittel mit Überschallgeschwindigkeit, das sich mittels der Magnetschwebetechnik berührungsfrei und widerstandslos durch eine evakuierte Transportröhre (2) bewegt. Von dem für zwei Fahrtrichtungen doppelröhrigen Vakuumtransportröhrenstrang (26), der in einem tiefliegenden Tunnel (1) installiert ist, steigen Vakuum-Ausführröhren (27), die als Bremsstrecke dienen, zu den Zielbahnhöfen (23) an der Oberfläche. Die abfallenden Vakuum-Einführröhren (28) dienen bis zur Einfädelung in den Vakuum-Durchgangsverkehrsstrang (26) als Beschleunigungsstrecke. Dadurch ist gewährleistet, daß die Vakuum-Magnetschwebebahnen mit Hochgeschwindigkeit und dichter Zugfolge im Vakuum-Durchgangsröhrenstrang fahren können und jeden Bahnhof ohne Verzug erreichen. Die Anschubkraft für die Beschleunigung erfolgt auf der kurzen Fallstrecke (28) durch die Katapultwirkung des Atmosphärendrucks auf den vom Bahnhof in die evakuierte Beschleunigungskammer (25) gleitenden Magnetschwebezug (3), durch die Wirkung der Schwerkraft und durch die Magnetschwebeantriebstechnik.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ERSTELLUNG EINER
VAKUUM - MAGNETSCHWEBEBAHN
Die vorliegende Erfindung betrifft in erster Linie ein Verfahren, nach dem ein Massentransportsystem mittels der Magnetschwebe¬ bahntechnik, zweier Vakuumtransportröhren und eines Tunnels unter Ausnutzung der Schwerkraftgesetze sowie des Vakuum- Energiespeichers der Vakuumtransportröhren, als Beschleunigungs- momentum, überSchallreisegeschwindigkeiten erreichen kann.
In zweiter Linie lehrt die Erfindung Vorrichtungen zur Ausübung des Verfahrens.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein völlig neues Hochgeschwindig- keits-Verkehrsystem aufzubauen, das die Nachteile, Begrenzungen und Umweltbelastungen gegenwärtig vorhandener oder geplanter Schnellverkehrssysteme nicht aufweist.
Bekannt ist ein Verfahren von L.K. Edwards, das in den 60ger Jahren in der Zeitschrift 'Scientific American1 veröffentlicht wurde. Dort wurde vorgeschlagen, die sich zuspitzenden Transport¬ probleme im 'Northeast Corridor1 von Boston nach Washington mit einem Transporttunnel zu lösen, dessen Verlauf von Station zu Station eine Pendellinie mit einer relativ kurzen Fall- und Steigstrecke zum Beschleunigen bzw. Abbremsen beschreibt. Im Transporttunnel verlaufen zwei evakuierte Transportröhren in denen Schienenzüge verkehren, die dem Querschnitt der Transport- röhre angepaßt sind und unter Atmosphärendruck sowie durch die Schwerkraft auf der Fallstrecke beschleunigt werden. Die kurz- zeitige Beschleunigung bis zur Höchstgeschwindigkeit wird damit lediglich durch die Katapultwirkung der Atmosphäre in die Vakuum- röhre erreicht und durch die Ausnutzung der Schwerkraft, die den Zug auf seinem Weg durch die Vakuumtransportröhre eine Pendelstrecke beschreiben läßt. Die evakuierte Transportröhre bildet einen gewaltigen Energiespeicher, der für wenige Minuten den Vakuumzug unter Atmosphärendruck und unter Mithilfe der Schwerkraft auf Höchstgeschwindigkeit beschleunigt. Die installierte Leistung, die diesen Kraftakt der Beschleunigung in wenigen Minuten besorgt, wird von einer langlebigen Kompres¬ sionsanlage mit hohem, energetischem Wirkungsgrad geliefert und ist um den Faktor 30 geringer ist, als die für die momentane Beschleunigung notwendige Leistung.
Bereits im Jahre 1840 wurden in Irland und wenige Jahre später auch in England pneumatische Bahnen betrieben, die sich wegen ihres Fahrkomforts großer Beliebtheit erfreuten, aber zur damaligen Zeit einfach an der Verschleißfreudigkeit der Leder¬ dichtungen und der sie attakierenden Ratten scheiterten.
Materialtechnische Probleme standen dem von L. K. Edwards in den 60ger Jahren vorgeschlagenen 'High-Speed Tub-Train' mit einer Höchstgeschwindigkeit von 800 km/h nicht entgegen. Auch die Vollschnittbohrtechnik für die Tunnelbauten stand schon zur Verfügung. Und dennoch scheiterte die für die Verkehrstechnik wegweisende Konzeption, obwohl keine andere Realisierung für den "Northeast Corridor' von Boston nach Washington wegen der dichten Bebauung des Gebiets in Frage kam.
Anstatt dieses Hochgeschwindigkeits-Tunneltransportsystems mit seinem geringen Energieverbrauch, seiner hohen Umweltverträg¬ lichkeit und mit all seinen Vorteilen, die eine unterirdische Bauweise bringt, setzten sich in den Industrienationen riesige, vielspurige Autobahnen durch, die den Verkehr allerdings bereits heute nicht mehr fassen und unseren Lebensraum derart belasten, daß es zur existenziellen Frage für den Menschen wird, mit welchen neuen Transportsystemen er zukünftige Verkehrsströme leiten wird.
Gegenwärtig erfolgt eine Neubelebung des Rad-Schienesystems mit dem französischen 'Hochgeschwindigkeitszug' TGV oder dem ICE in Deutschland, die Reisegeschwindigkeiten von 300 km/h erreichen können, sowie der Versuch einer aufgeständerten Magnetschwebebahn, an deren Entwicklung zur Zeit in Japan und Deutschland gearbeitet wird, die aber auch nur mit einer marginal höheren Reisegeschwindigkeit von 400 km/h aufwarten kann. Bei der Wiederbelebung des Schienenverkehrs wird unter Einsatz von Hochtechnologie versucht, die jahrhundertalte Eisenbahn mit großem Energieaufwand schnellzumachen, ein Versuch, dem bei mageren 300 - 400 km/h Reisegeschwindigkeit der Luft¬ widerstand, der hohe aerodynamisch verursachte Lärmpegel, die Raumzerstörung durch Bahnflächen, der hohe Energiebedarf, die hohen Anlage- und Unterhaltungskosten sowie die Inakzeptanz der betroffenen Bevölkerung entgegenstehen.
Auch die Magnetschwebetechnik verspricht kaum Vorteile gegenüber der Bahnkonzeption und kann ihre potentiellen Möglichkeiten, höhere Reisegeschwindigkeiten als das Rad-Schienesystem zu erreichen, nicht einlösen, solange sie den Reibungswiderstand der Atmosphäre genau wie bei der Bahn zu überwinden hat.
Wenn die oben erwähnten Vorteile des 'High Speed Tube Trains1, wie von L.K. Edwards vorgeschlagen, gegenüber dem ' Hochge- schwindigkeitszug1 oder der oberflächengebundenen Magnetschwebe¬ bahnkonzeption auch hervorstechend sind, wie dies die mögliche, doppelt so hohe Reisegeschwindigkeit zeigt, so ist die Erreichung einer höhere Geschwindigkeit im Vakuumtunnel durch die Verwendung des Radschienesystems und durch die vorwiegende Beschleunigung durch den Atmosphärendruck begrenzt. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verkehrssystem zu schaffen, daß die Vorteile der Magnetschwebe- antriebstechnik mit einem Vakuumtransporttunnelsystem, wie nachfolgend gelehrt, kombiniert.
Die Vorteile der kombinierten Vakuumtransportröhren-Magnet¬ schwebebahn liegen in der widerstandslosen, berührungsfreien Fahrtechnik, die Überschallreisegeschwindigkeit erlaubt, in minimalem Energieverbrauch, der zudem durch umweltfreundliche Energiekoppelungsanlagen gedeckt werden kann, in denen je nach Bedarf Kompressionsleistung und Strom oder Wärmeenergie für ein angeschlossenes Fernheizsystem erzeugt werden und damit ein hoher Energienutzungsgrad erreicht wird, durch den sich die Anlagekosten schnell armortisieren.
Weitere Vorteile sind durch die unterirdische Linienführung gegeben, wie der geringe Flächenbedarf, die gerade Strecken¬ führung, die Witterungsunabhängigkeit, minimales Unfallrisiko, vollautomatische Verkehrslenkung, hohe Lebensdauer mit geringem Wartungsaufwand und kaum Bauverzögerung durch Bürgereinsprüche. Dazu kommen hohe Kapazitätsauslastung durch hohe Reisegeschwin¬ digkeit bei geringen Zugabständen und hohe Benutzerakzeptanz durch hohe Beförderungsgeschwindigkeit, hoher Fahrkomfort, und konkurrenzlos günstige Fahrpreise.
Die Vakuum-Magnetschwebebahn stellt ein modernes Massentransport¬ mittel dar, das den Bedürfnissen heutiger und zukünftiger Verkehrsanforderung bis weit ins nächste Jahrhundert gerecht wird und nicht von umweltzerstörenden Effekten, wie bei gegenwärtigen Verkehrssystemen begleitet wird.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß z. B. eine Tunnelstrecke Paris - Brüssel - Amsterdam - Hamburg - Berlin - Warschau - Moskau in 100 m Tiefe geradlinig unter Vernachlässigung der Oberflächenwellung auf kürzester Verbindung die oben genannten Städte tangiert und mit zwei gegenläufigen Vakuumtransportröhren versehen ist, in denen Magnetschwebebahnen verkehren, und deren kurzzeitige Beschleunigung auf Höchstgeschwindigkeit mit Verlassen des jeweiligen Bahnhofs durch die Schubkraft Atmosphä¬ rendruck, Schwerkraft und Magnetschwebeantriebstechnik erfolgt, wodurch bei minimaler Antriebsanlagenkapazität Überschallreise- geschwindigkeiten erreicht werden, wozu lediglich ein Tausendstel an Energie pro Fahrgast und Reisekilometer notwendig ist gegen¬ über einem Jurubc-Jet.
Die Hauptstrecke kann ohne Zwischenhalt durchfahren v/erden, da für beide Fahrtrichtungen jeweils Einfahrtstrecken zu den einzelnen Bahnhöfen hochführen und Ausfahrtstrecken zu der Haupttransportröhre wieder hinunter.
Besonders vorteilhafte Ausführungen der Vakuum-Hochgeschwin- digleits-Magnetschwebebahn sowie besonders vorteilhafte Ver¬ fahrensvarianten und Vorrichtungen zur Ausübung der Verfahren gehen aus den anhängigen Patentansprüchen hervor und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Die Beschreibung der Erfindung bezieht sich teilweise auf Zeichnungen, die beispielhafte Ausführungen der Erfindung darstellen.
Es zeigt:
FIG I eine Ausweichstrecke mit Vakuum-Transportröhre und Magnetschwebezug mit Bahnhof und zugehörigen Atmosphärenkammern, Vakuumschleusen sowie Beschleu¬ nigungskammer;
FIG II einen Tunnel mit optimaler Raumaufteilung für die Aufnahme von zwei Vakuumtransportrröhren mit Magnetschwebebahnen nebst Einrichtungen; IG III einen Querschnitt des Führungskanals der Vakuum-Transportröhre mit Fahrkufe der Magnetschwebebahn nebst Einrichtungen. IG IV einen tiefliegenden, doppelröhrigen Vakuum- transport-Durchgangsstrang (26) und die Abzweigung zu einem an der Erdoberfläche liegenden Bahnhof. Erfindungsgemäß wird ein Tunnel 1 vorteilhaft über eine Verdrängungsbohrtechnik erstellt (wie beispielsweise mit dem oben angeführten Schmelzbohrverfahren DE 25 54 101 C2), mit der die Tunnelform dem benötigten Raumbedarf der -Vakuumtransport¬ röhren 2 optimal angepaßt wird und somit nur eine minimale Tunnelraummasse zu bewegen ist, da der Bohrkopf des Tunnel¬ bohrgeräts dem gewünschten Profil des Tunnels angepaßt ist. Mit der Verdrängungsbohrtechnik ist gleichzeitig ein kontinuierlicher Bohrvorgang mit hoher Bohrfortschrittsge- schwindigkeit von über 1000 m pro Tag möglich, bei dem eine feste Tunnelwandung aus der verdrängten Tunnelraummasse miterstellt wird.
Der Tunnelverlauf kann sich den geologischen Bedingungen anpassen. Die Vakuumtransportrδhren-Durchgangsstrecke 26 verläuft in der Regel gradlinig und tieferliegender als Bahnhöfe 23, die durch Aus- und Einführstrecken 27,28 zu erreichen sind und über eine Fallstrecke 28 zum Beschleunigen und eine Steigstrecke 27 zum Abbremsen verfügen. Dadurch kann die Hauptstrecke 26 mit voller Geschwindigkeit jeweils bis zum Zielbahnhof durchfahren werden, da Züge zu den anderen Bahnhöfen ebenfalls bei voller Geschwindigkeit in die aufsteigende Ausführstrecke 27 einfahren und nach verlassen des Bahnhofs 23 auf der Gefällestrecke dreifach durch Atmosphärendruck, Schwerkraft und Magnetantriebstechnik so beschleunigt werden, daß sie sich unter elektronischer Überwachung wieder mit Hochgeschwindigkeit in den Verkehrsstrom der Hauptstrecke 26 einfügen. Der Verkehrsstrom läuft für beide Richtungen im Einbahnverkehr, so daß Kollisionen ausgeschlossen sind und die gegenwärtig hohen Raten an Verkehrstoten bei Flug-, Bahn- und Autoverkehr drastisch gesenkt werden.
Die Ausfädelung einer Magnetschwebebahn 3 aus der Vakuumtrans¬ portröhren-Durchgangsstrecke 26 in eine Zielbahnhofsvakuumröhre 27 erfolgt unter vollelektronischer Steuerung über den Zentral¬ computer, der den Bordcomputer anweist, hydraulisch die Ausführ- kufe 10 auszufahren, die sich im Dach des Vakuum-Magnetschwebe- zuges 3 befindet. Der Trag- und Führmagnet 14 lenkt den Vakuum- Magnetschwebezug 3 bei tangieren der Ausführschiene 12, die an der Decke der Vakuumausführröhre von innen montiert ist und bis in die Vakuum-Durchgangstransportröhre reicht, in die ansteigende Ausführröhre 27 aus. Durch die Wirkung der Schwerkraft wird der Magnetschwebezug an der Steigung um den Betrag abgebremst, der beim Beschleunigungsvorgang auf einer entsprechenden Gefällestrecke durch die Schwerkraft als Beschleunigungsenergie auf den Zug 3 übertragen wurde. Die Beschleunigungsenergie aus dem Vakuumspeicher 13 und der Magnetschwebeantriebstechnik wird beim Bremsvorgang als elektrische Energie zum größtenteil wieder zurückgewonnen. Nach Einfahrt des gebremsten Magnetschwebezuges 3 in die Atmosphärenkammer 22 wird die Vakuumschleuse 21a geschlossen und die Atmosphärenkammer 22 auf Atmosphärendruck geflutet. Nach öffnen der Vakuumschleuse 21b kann der Zug in den Bahnhof 23 bei Atmosphärendruck einfahren. Bei Abfahrt schwebt der Zug in die offene Atmosphärenkammer 24 ein, das Vakuumventil 21c wird geschlossen und die Flutungstore hinter dem Vakuumventil 21c werden geöffnet. Mit öffnen des Vakuumventils 21d wird der Magnetschwebezug unter Atmosphärendruck und Mitwirkung der eigenen Schwerkraft und der Magnetschwebeantriebstechnik in die abfallende Strecke der Beschleunigungskammer 25 katapultiert und von der Magnetschwebeantriebstechnik auf die notwendige Reisegeschwindigkeit in der Vakuum-Durchgangstransportröhre gebracht. Nachdem die Anschubenergie aus dem Vakuumspeicher 13 erbracht ist und der Magnetschwebezug (3)in Fahrt gekommen ist, werden die Flutungstore der Atmosphärenkammer 24 und die Vakuumschleusen 21d und 21 e der Beschleunigungskammer 25 geschlossen und das Vakuum wird über die Kompressionsanlage wieder hergestellt. Der Vakuumkatapult, den die Vakuum- transportröhre unter dem Atmosphärendruck bildet, wirkt bei einem Magnetschwebezug mit einer Querschnittsfläche von 15 m2, die z.B. von einem 3 m hohem und 5 m breitem Zug geboten wird, mit einer Schubkraft von 150 Tonnen, die aus dem Stand zur Beschleunigung zur Verfügung stehen und nur kurzzeitig als Anschubskraft genutzt werden. Die Spitzenbeschleunigung erfolgt - nach Ausblendung des Atmosphärendrucks auf den Vakuum- Magnetschwebezug - neben der Schwerkraft, sofern noch Gefälle vorhanden, im wesentlichen durch die Magnetschwebean¬ triebstechnik.
FIG II zeigt einen räumlich optimal ausgenutzten Tunnelquer¬ schnitt, in dem sich die beiden Vakuumtransportröhrenstränge 26 befinden, die in entsprechenden Abständen, auf Rollenlagern 8 aufliegen, um gegen Bodenbewegungen oder Materialdehnung geschützt zu sein.
Im unteren Teil der Transportröhren 2 sind die Führungskanäle 6 ausgebildet, in denen die Magnetschwebebahn mittels der Fahr¬ kufen 7 und der Trage- und Führungsmagneten 19 und 18 gleiten. Die Antriebs- und Versorgungsaggregate des Magnetschwebezuges 3 befinden sich im Bodenraum 5. Darüber schließt der Fahrgast- oder Transportraum 4 an. Die in der Decke der Magnetschwebezüge eingebauten durchgehenden Auslenkkufen sind unter Beispiel 10 ausgefahren und unter 11 eingefahren. D.h. der Magnetschwebezug 3 mit der hydraulisch ausgefahrenen Kufenformation wird bei der nächsten Ausfahrsrohre 27 aus der Vakuum-Durchgangstransport¬ strecke ausgeführt. Die Magnetschwebebahn mit eingefahrener Ausführkufe 11 verbleibt in der Durchgangsröhre. Der freie Deckenraum 9 steht als Versorgungstank für Sauerstoff oder Wasser oder zu anderen Verwendungszwecken zur 'Verfügung.
FIG III zeigt im Detail die Schwebe- und Antriebskomponenten im Führungskanal 6 der Magnetschwebebahn. Die Trag- und Führ¬ magneten 19 und 18 sind über die Fahrkufe 7 mit der Aggregat¬ ebene 5 des Magnetschwebezuges verbunden. Auf der Innenseite des Führungskanals 6 befinden sich die Abstellschienen 15 und die Führungsschienen 17. In der Wandung 16 des Führungskanal 6 ist auf der Oberseite das Statorpaket samt Wicklungen 20 so installiert, daß eine Wartung oder Auswechselung vom Tunnelraum 1 erfolgen kann, ohne das Vakuum oder den Verkehrstrom in der betreffenden Vakuumtransportröhre zu unterbrechen. Teile, die dem Verschleiß oder Versagen unterliegen, sind damit so angeordnet, daß sie entweder vom Tunnelraum aus zu warten sind oder im Magnetschwebezug selbst, der jederzeit durch Ausrangierung zwecks Wartung und Reperatur aus der Vakuum¬ transportröhre zu entnehmen ist. Damit ist für die Vakuum- transportröhre eine hohe Verfügbarkeit garantiert, die so für Jahrzehnte ohne Generalüberholung aufrechterhalten bleibt, da kein Verschleiß durch den Fahrbetrieb im Vakuum und durch die Magnetschwebetechnik im Innern auftritt. Das gleiche gilt für die Außenmäntel der Vakuumtransportröhren und den Tunnel selbst, die keinen Temperaturschwankungen und nicht der Witterung ausgesetzt sind.
Jahrtausende alte, bestens erhaltene Höhlenmalereien und 3000 Jahre alte Tunnel in erdbebenaktiven Zonen Italiens sind eindrucksvoller Beweis für die Beständigkeit unterirdischer Verkehrswege.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erstellung einer Vakuum-Magnetschwebebahn (3) mit Überschallgeschwindigkeit, bei dem die Vakuum-Magnet¬ schwebebahn (3) in eine evakuierte Transportröhre (2) verlegt wird, die vorzüglich in einem tiefliegenden Tunnel (1 ) verläuft, wobei die Gefällestrecke einer Vakuumtransport-Einführröhre (28) aus einem Bahnhof (23) zu der tieferliegenden Vakuum- Durchgangstransportröhre (26) unter Ausnutzung der Schwerkraft, der Schubkraft des Atmosphärendrucks und des Einsatzes der Magnetschwebeantriebstechnik zur Beschleunigung dient, die Haupt¬ strecke (26) gegebenenfalls durch Zwischenbeschleunigung der Magnetantriebstechnik, ansonsten antriebslos durchfahren wird und die Anstiegsstrecke einer Vakuumtransport-Ausführrδhre (27) zu einem Zielbahnhof durch Wirkung der Schwerkraft und der Magnettechnik zum Abbremsen genutzt wird, derart, daß die Beschleunigungs- energie aus Atmosphärendruck und Magnet- antriebs raft, die auf der Fallstrecke zur Anwendung kam, zum großen Teil wieder zurückgewonnen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuum-Magnetschwebebahn (3) mit den Vakuumtransportröhren (2) vorzüglich in einem Tunnel (1) -von minimalem Volumenaushub- installiert wird, der maßgeschneidert nach dem Prinzip eines Verdrängungsbohrverfahrens erstellt wird, bei dem die Bohrkopf¬ form - wie beispielsweise beim Litho-Jet Schmelzbohrverfahren DE 25 54 101 C2 - dem gewünschten Tunnelquerschnittsformat angepaßt ist, und aus dem anfallenden Bohrgut beim kontinuier¬ lich ablaufenden Bohrvorgang eine feste Bohrlochverschalung miterstellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ansteigende Vakuumtransport-Ausführröhrenstrang (27) und der abfallende Vakuumtranport-Einführröhrenstrang (28), die einen Bahnhof (23) mit der tieferliegenden Vakuu transport- Durchgangsröhrenstrecke (26) verbinden, von einer solchen Länge sind, daß die Fahrt in und aus der Abzweigröhre bei Höchstge¬ schwindigkeit erfolgen kann, so daß der Verkehrsstrom in der doppelröhrigen Vakuumtransport-Durchgangsröhrenstrecke (26) von aus- und einfahrenden Magnetschwebebahnen (3) nicht behindert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumtransport-Ausführröhrenstränge (27) über schleifen- förmige Abzweigungen verfügen, die auf Bahnhofsebene in die Vakuumtranport-Einführröhrenstränge (28) der jeweiligen Gegenrichtung einmünden und damit die Möglichkeit des Kreisverkehrs unter allen angeschlossenen Bahnhöfen gesichert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetschwebebahnaufkommen im gesamten Streckenbereich elektronisch gesteuert wird und damit bei maximaler Zugdichte jeder Zielbahnhof mit Höchstgeschwindigkeit zu erreichen ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumtransportrohrenstränge (26) auf Druckrollenlagern (8) ruhen, die in den Tunnelboden eingelassen sind', wodurch Materialdehnungen und Bodenbewegungen neutralisiert werden.
7. Vorrichtung zum Betreiben des Verfahrens nach Anspruch
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitigen Führungs¬ kanäle (6) im unteren Drittel der Vakuumtransportröhre (2) nach außen gestülpt sind (FIG III) und in ihrem Inneren die Leitebenen (15,17,20) für die Trag- und Führmagnete (19,18) bilden sowie die Statorpakete samt Kabelwicklungen (20) in der oberen Wandung des Führungskanals so aufnehmen, daß sie ohne Unterbrechung des Vakuums vom Tunnelraum ( 1 ) während des Fährbetriebes gewartet und ausgetauscht werden können.
8. Vorrichtung zum Betreiben des Verfahrens nach Anspruch
1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuum-Magnetschwebebahn (3) zu beiden Seiten des Zuges unterhalb der Einstiegsebene mit Fahrkufen (7) ausgerüstet ist, die ihrerseits die Trag- und Führmagnete (19,18) tragen und die Magnetschwebebahn (3) in den Führungskanälen ( 6 ) der Vakuumtransportröhre (2 ) in ruhiger Lage schweben lassen.
9. Vorrichtung zum Betreiben des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschwebebahn (3) im Dach eine durchgehende, hydraulisch ein- und ausfahrbare Auslenkkufe (10) besitzt, die im Falle des Ausscherens zu einem Zwischenhalt oder in eine Nebenlinie ausgefahren wird und durch das Trage- und Führungsmagnet (14) an der Auslenkschiene (12) der Vakuum-Ausführröhre (27) ausgelenkt wird, da diese Auslenk¬ schiene (12) bis in die Vakuum-Durchgangstransportröhre (2,26) hineinragt.
10. Vorrichtung zum Betreiben des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einrichtung von Atmosphärenkammern (22,24) und einer Beschleunigungskammer (25) der Ein- und Ausstieg bzw. das Be- und Entladen bei der Vakuum- Magnetschwebebahn (3) im Bahnhof (23) unter Atmosphärendruck durchgeführt wird und die Anfahrtsbeschleunigung in der Beschleunigungskammer (25) unter dem gewalttigen Schub des Atmosphärendrucks erfolgt, derart, daß nach Abbremsung der Vakuum-Magnetschwebebahn (3) in der Steigröhre (27) zum Bahnhof hin die Bahn (3) in die Atmosphärenkammer I (22) einschwebt, die Vakuumschleuse (21a) geschlossen wird und die Kammer mit Luft geflutet wird, womit nach Öffnung der Schleuse (21b) die Bahn bei Atmosphärendruck in den Bahnhof (23) einfährt. Die Vorbeschleunigung des Vakuum-Magnetschwebezüges (3) durch Atmosphärendruck erfolgt derart, daß nach einschweben des Zuges (3) aus dem Bahnhof (23) in die Atmosphärenkammer II (24) und nach Schließen der Schleuse (21c) und Öffnen der Schleuse (21d) der Magnetschwebezug (3) vom Luftdruck in die offene Vaku-un- transportröhre (28) gedrückt wird. Mit Öffnen von seitlichen Luftschleusen der Atmosphärenkammer II (24) treibt der Luftdruck mit enormer Schubkraft den Vakuum-Magnetschwebezug (3) in die abschüssige Beschleunigungskammer (25) unter gleichzeitiger Einwirkung der Schwerkraft und der Magnetantriebstechnik. Nach Durchfahren der Beschleunigungskammer (25) schließen sich die Vakuumschleusen (21d, 21e), wonach das Vakuum (13) in der Beschleunigungskammer durch die Kompressionsanlage wieder hergestellt wird, um für den nächsten Beschleunigungsstart die gespeicherte Energie in Sekundenschnelle als Schubkraft auf den Magnetschwebezug erneut wirken zu lassen.
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