WO2023044589A1

WO2023044589A1 - Transportsystem mit vakuumtunnel

Info

Publication number: WO2023044589A1
Application number: PCT/CH2022/050026
Authority: WO
Inventors: Bernhard EUGSTER
Original assignee: Matratu Gmbh
Priority date: 2021-09-23
Filing date: 2022-09-23
Publication date: 2023-03-30
Also published as: CH718992A1; EP4444593A1

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein System zum Transportieren von Menschen oder Waren in einem Wagen auf einer geführten Strecke. Die Strecke weist mindestens drei Abschnitte auf, wobei jeweils mindestens ein Abschnitt durch einen Vakuumtunnel gebildet ist und zwei Abschnitte je eine Verbindungsstrecke zu einem Endpunkt der Strecke bilden. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass die Verbindungsstrecken und die jeweiligen Endpunkte der Strecke unter einem atmosphärischen Druck stehen.

Description

Transportsystem mit Vakuumtunnel

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein System zum Transportieren von Menschen und Waren in einem Wagen auf einer geführten Strecke, wobei mindestens eine Teilstrecke durch einen Vakuumtunnel gebildet ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Der Transport von Menschen und Waren auf Land spielt sich mehrheitlich auf Strassen oder Gleisen ab. Der Transport auf Land hat einen grossen Nachteil gegenüber dem Transport in der Luft. Er braucht mehr Zeit, insbesondere über eine grössere Strecke. Ein Hindernis zum Erreichen höherer Geschwindigkeiten ist der mit der Geschwindigkeit quadratisch zunehmende Luftwiderstand, wodurch der energetische Aufwand zur Erreichung dieser hohen Geschwindigkeit derart stark wächst, dass bereits aus wirtschaftlichen Gründen das Erreichen einer hohen Geschwindigkeit ausgeschlossen wird. Abhilfe wird diesbezüglich durch die Übertragung des Transports in eine dafür geschaffene Vakuum-Umgebung erreicht. Aufgrund der Vakuum-Umgebung wird der Luftwiderstand praktisch auf null reduziert. Die sich aus dem Luftwiderstand ergebenden Nachteile bei hohen Geschwindigkeiten können in einer Vakuum- Umgebung vernachlässigt werden. Der Betrieb eines Transportsystem mit sehr hohen Geschwindigkeiten kann in einer Vakuum-Umgebung aus wirtschaftlicher Sicht auch tragbar sein und ökologisch sogar sehr viel vorteilhafter.

Für das Ein- und Aussteigen von Passagieren oder das Be- und Entladen von Gütern muss eine Schnittstelle zwischen dem vakuumierten Fahrbereich und der atmosphärischen Umgebung vorgesehen werden. Die Gestaltung der Schnittstelle des unter Vakuum stehenden Fahrbereichs mit der atmosphärischen Umgebung birgt Herausforderungen unterschiedlicher Art und führt deshalb zu unterschiedlichen Lösungsansätzen. Der Einfluss der Schnittstellen und die Schwierigkeit für deren erfolgreiche Umsetzung können derart gross sein, dass die Gestaltung der Schnittstelle einen erheblichen Einfluss auf die Geometrie und Funktionsweise des Transportsystems haben kann.

In CN 212500353 U ist ein Transportsystem gezeigt, in welchem sich das Fahrzeug stets im vakuumierten Umfeld befindet. An den Umsteige- oder Umschlagsstellen sind Einrichtungen vorgesehen, welche an den Türen des Fahrzeugs nach dessen Stillstand als Luftschleusen dienen. Durch diese Luftschleusen bewegen sich die Passagiere zum Ein- und Aussteigen. Um einen einigermassen schnellen Umschlag von Personen an einer Haltestelle zu ermöglichen, müssen für jede Türe des Fahrzeugs derartige Einrichtungen vorgesehen sein. Falls nur eine Einrichtung nicht regelkonform funktioniert, kann dies den Stillstand des ganzen Fahrzeugs und womöglich der ganzen Fahrbahn zur Folge haben. Desweitern scheint ein solches Transportsystem für das Be- und Abladen von Waren und Containern nicht geeignet zu sein.

AUFGABE

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Transportieren von Menschen und Waren in einem Wagen auf einer geführten Strecke zu zeigen, bei welchem ein Abschnitt der Strecke durch einen Vakuumtunnel gebildet ist und der Vakuumtunnel eine möglichst einfache und zuverlässige Schnittstelle mit der atmosphärischen Umgebung aufweist. Die einfache und zuverlässige Schnittstelle kann ein schnelles Ein- und Aussteigen von Passagieren oder den schnellen Umschlag von Gütern ermöglichen.

BESCHREIBUNG

Die Aufgabe wird gelöst mit einem System zum Transportieren von Personen oder Waren in einem Wagen auf einer geführten Strecke mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die Strecke weist mindestens drei Abschnitte auf, wobei ein Abschnitt durch einen Vakuumtunnel gebildet ist und zwei Abschnitte je eine Verbindungsstrecke zu einem Endpunkt der Strecke bilden. Die Verbindungsstrecken und die jeweiligen Endpunkte stehen unter atmosphärischem Druck. Ein Vakuumtunnel bringt den Vorteil mit sich, dass darin der Wagen aufgrund des praktisch luftleeren Raumes auf eine sehr hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden kann. Ein möglichst grosser Bereich der Strecke sollte vom Vakuumtunnel abgedeckt sein, damit der Wagen möglichst lange von diesem Effekt profitieren und mit einer hohen Geschwindigkeit sich bewegen kann. Die Endpunkte der Strecke sowie die Verbindungstrecke von diesen zum Vakuumtunnel befinden sich dagegen unter atmosphärischen Bedingungen. Damit kann am Endpunkt der Strecke der Austausch von Personen oder Gütern in oder aus dem Wagen einfach gestaltet werden. Es müssen keine besonderen Vorrichtungen weder am Wagen noch am Endpunkt angebracht werden, welche das Aus- bzw. Einsteigen von Personen in den Wagen ermöglichen. Aufgrund dessen kann das System kostengünstig umgesetzt, die Wartezeiten des Wagens an einem Endpunkt auf einem Minimum gehalten und eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet werden. Zugleich bietet das System den Vorteil, dass die zurzeit für den Zugverkehr verwendeten Bahnhöfe als Endpunkte verwendet werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Systems ist an beiden Enden des Vakuumtunnels eine Kammer angeordnet. Jede Kammer ist derart dimensioniert, dass sie den Wagen aufnehmen kann. Zugleich ist jede Kammer vorgesehen, in einen Vakuum-Zustand oder unter atmosphärische Bedingungen versetzt werden zu können. Der Übergang von einem vakuumierten in einen atmosphärischen Bereich stellt eine Herausforderung für ein Transportsystem mit einem Vakuumtunnel dar. Dabei kann der Wagen entweder stets in einer vakuumierten Umgebung bleiben oder aus dem vakuumierten Bereich in den atmosphärischen Bereich ein treten und umgekehrt. Wie bereits oben geschildert, ist der Vorteil des Übergangs vom vakuumierten in den atmosphärischen Bereich, dass der Wagen am Endpunkt der Strecke unter atmosphärischen Bedingungen halten kann und die Passagiere entsprechend mühelos den Wagen betreten oder verlassen können. Der Nachteil, den dieses System mit sich bringt, ist, dass eine Vorrichtung vorgesehen sein muss, mit deren Hilfe der Wagen vom Vakuumtunnel in die atmosphärische Umgebung gefördert wird. Eine solche Vorrichtung ist in einer bevorzugten Ausführung durch eine Kammer gebildet. Je eine Kammer ist an den beiden Enden des Vakuumtunnels angeordnet. Die Kammer verfügt über die Eigenschaft, von einem luftleeren Zustand in einen atmosphärischen Zustand oder umgekehrt zu gelangen. Dies kann durchgeführt werden, sowohl wenn der Wagen in der Kammer ist als auch wenn der Wagen nicht in der Kammer ist. Damit wird dem Wagen ermöglicht, über die Kammer von einem luftleeren Raum in eine atmosphärische Umgebung zu gelangen oder umgekehrt.

Vorzugsweise weist jede Kammer an ihren beiden Enden je ein Schleusentor auf, welches im geschlossenen Zustand das Innenvolumen der Kammer gegenüber den benachbarten Abschnitten der Strecke abdichtet. Die Kammer weist zwei gegenüberliegende Schleusentore in Fahrtrichtung auf. Ein Schleusentor kann öffnen, wenn auf beiden Seiten des Schleusentors in etwa der gleiche Druck herrscht. Die Schleusentore sind vorgesehen, nie gleichzeitig zu öffnen, da die Kammer als Barriere zwischen dem Vakuumtunnel und der atmosphärischen Umgebung dient.

Die Bedingung für die Schaffung eines luftleeren Raumes ist das Entnehmen der Luft darin. Im Gegenteil kann ein luftleerer Raum durch Zuführen von Luft aufgelöst werden. Die Kammer ist vorteilhafterweise vorgesehen, durch Entnehmen oder Zuführen von Luft in ein Vakuum-Zustand gebracht oder ein Vakuum-Zustand innerhalb der Kammer aufgelöst zu werden.

Zum Zuführen und Abführen von Luft eignet sich eine Pumpe. Die Pumpe ist die weitverbreitetste Lösung für das Fördern von Luft in eine bestimmte Richtung. Um die Luft in die oder aus der Kammer zu fördern, ist in einer bevorzugten Ausführungsform eine Pumpeinrichtung vorgesehen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das System eine Magnetschwebebahn. Die Magnetschwebebahn ist eine alternative Transportmöglichkeit zu einem Zug auf Schienen. Der Wagen wird mithilfe magnetischer Induktion angetrieben. Sowohl der Wagen als auch die Strecke müssen die dazu erforderlichen Einrichtungen aufweisen. Ein Vorteil der Magnetschwebebahn ist, dass der Wagen schwebt und nicht auf Rollen oder Rädern gelagert ist. Somit entsteht bei der Magnetschwebebahn keine Rollreibung. Dies ist im hier vorgestellten Transportsystem zusätzlich von grosser Bedeutung, da die zu erreichenden hohen Geschwindigkeiten im Vakuumtunnel dadurch einfacher erreicht werden und dabei keine grossen Reibungsverluste entstehen. Der Vakuumtunnel weist vorzugsweise eine geradlinige Form auf und der Abschnitt im Vakuumtunnel umfasst somit keine Kurven. Das Befahren eines geradlinigen Tunnels stellt sowohl für die Konstruktion des Tunnels als auch für den darin eingesetzten Wagen die kleinstmöglichen Anforderungen. Die Reduktion der Anforderungen an den Wagen im Tunnel führt zu einer grösseren Zuverlässigkeit.

Die Kammer sind vorgesehen den Wagen vollständig aufzunehmen. Darüber hinaus sollten die Dimensionen der Kammer möglichst knapp gehalten werden, damit der Spalt zwischen dem Wagen und der Decke oder Wand der Kammer so klein wie möglich ist. Die Kammer hat vorzugsweise eine Breite von 300 bis 400 cm und eine Höhe von 350 bis 450 cm. Die Kammer kann auch einen kreisrunden Querschnitt aufweisen. Falls die Querschnittsfläche rund ist, beträgt ihr Durchmesser vorzugsweise 300 bis 450 cm.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Wagen Teil des Systems.

Vorzugsweise wird der Wagen magnetisch angetrieben. Der Magnetische Antrieb des Wagens ermöglicht eine genaue Steuerung der Beschleunigung. Zugleich ist der magnetische Antrieb eine ökologische Lösung zum Fortbewegen eines Wagens.

Der Wagen ist vorteilhafterweise durch einen einzelnen in Längsrichtung der Strecke bewegbaren Festkörper gebildet. Der Aufbau des Wagens als ein Festkörper bringt den Vorteil mit sich, dass die Konstruktion des Wagens einfach gehalten werden kann. Dies ist umso wichtiger in diesem Transportsystem, weil der Wagen aufgrund der sich ändernden Aussendruck-Bedingungen bereits grossen Belastungen Stand halten muss. Mit dem Aufbau als Festkörper kann eine zuverlässige Konstruktion des Wagens einfacher und kostengünstiger erreicht werden.

Die Breite der Kammer ist bevorzugt minimal grösser als diejenige des Wagens, vorzugsweise um 5 cm, insbesondere um 2 cm. Die kleine Differenz in der Breite zwischen dem Wagen und der Kammer führt zu einem kleinen Spalt zwischen dem Wagen und der Wand der Kammern, wenn der Wagen in der Kammer aufgenommen ist. Der kleine Spalt sorgt für ein kleines Volumen, in welchem die Restluft noch vorhanden ist. Je kleiner das Volumen zwischen dem Wagen und der Wand der Kammer ist, umso kleiner ist das Volumen der Luft, welche aus der Kammer gefördert werden muss, um einen luftleeren Raum zu erhalten. Das Fördern der Luft aus der Kammer erfordert Energie und beansprucht gleichzeitig Zeit. Deshalb kann mit einer möglichst kleinen Differenz zwischen der Breite des Wagens und der Kammer sowohl Energie als auch Zeit gespart werden.

Vorteilhafterweise ist die Kammer länger als der Wagen, vorzugsweise um 5 bis 100 cm, insbesondere um 5 bis 50 cm. Die oben geschilderten Beobachtungen gelten ebenfalls für die Länge des Wagens und der Differenz zwischen der Länge des Wagens und der Kammer. Die Differenz zwischen dem Wagen und der Kammer kann derart gewählt sein, dass die Schleusentore der Kammer ohne Weiteres öffnen und schliessen können, ohne vom Wagen beeinflusst zu werden oder auf diesen einen Einfluss auszuüben.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Kammer und dem Endpunkt der Strecke eine Dreheinrichtung angeordnet, durch deren Drehung der Wagen einen Richtungswechsel durchführt. Die Dreheinrichtung ermöglicht einen Richtungs wechsel des Wagens. Der Richtungswechsel kann zum Zufahren zu einer Haltestelle oder auch als Verzweigung mit mehreren weiterführenden Optionen dienen. Mit Hilfe der Dreheinrichtung kann ein Wagen seine Richtung ändern, ohne eine Kurve dafür fahren zu müssen. Dies wiederum ermöglicht einen erheblich einfacheren konstruktiven Aufbau des Wagens. Auf eine Dreheinrichtung kann verzichtet werden, falls der Vakuumtunnel und ein Endpunkt der Strecke auf gleicher Höhe liegen und die Verbindung dazwischen geradlinig verläuft. Es ist auch vorstellbar, dass die Dreheinrichtung aus einer drehbaren Fahrbahn besteht.

Vorteilhafterweise weist die Dreheinrichtung mindestens die Länge des Wagens auf. Damit kann der ganze Wagen in der Dreheinrichtung aufgenommen und platziert werden und anschliessend in die gewünschte Richtung zur Weiterfahrt gedreht werden. Für den Wagen ergibt sich daraus der Vorteil, dass dieser als ein Festkörper ausgebildet sein kann, welcher keine Gelenkverbindung aufzuweisen hat und somit starr sein kann.

Die Dreheinrichtung ist vorzugsweise ausgelegt, eine horizontale Drehbewegung durchzuführen. Die horizontale Drehbewegung findet idealerweise um den Mittelpunkt der Fahrbahn in der Dreheinrichtung statt. Dadurch ergibt sich ein kleinstmöglicher Drehwinkel des Wagens, was wiederum zu einem minimalen Platzanspruch führt. Die Dreheinrichtung ist vorzugsweise ausgelegt, eine vertikale Kippbewegung durchzuführen. Falls die Endpunkte sich auf unterschiedlichen Höhen befinden, kann die Strecke eine Neigung aufweisen, um diese Höhendifferenz zu kompensieren. Jedoch muss an einer Stelle eine Anpassung der geneigten Fahrtrichtung in die Horizontale stattfinden, damit der Wagen möglichst horizontal in die Haltestelle am Endpunkt der Strecke einfahren kann. Die Stelle, an welcher diese Anpassung erfolgt, ist die Dreheinrichtung. Die Fahrbahn der Dreheinrichtung kann idealerweise den ganzen Wagen aufnehmen. Somit wird der Wagen mit einer Kippbewegung der Fahrbahn in der Dreheinrichtung von der geneigten Richtung in eine horizontale Richtung gerichtet. Die Drehreinrichtung kann vorgesehen sein, die vertikale Kippbewegung um einen beliebigen Punkt der Dreheinrichtung durchzuführen. Falls die Dreheinrichtung vorgesehen ist, eine Kippbewegung um den Mittelpunkt der Dreheinrichtung durchzuführen, ist der Kippwinkel minimal. Die Dreheinrichtung kann alternativ ebenfalls um einen Punkt am Rand der Dreheinrichtung gekippt werden, wie zum Beispiel um den Anfangspunkt der Fahrbahn der Dreheinrichtung. Bei einer Kippbewegung der Fahrbahn der Dreheinrichtung um den Anfangspunkt nimmt die Dreheinrichtung die Gestalt einer Rampe ein. Die horizontale Strecke der Rampe bildet dabei die Fahrbahn in deren Grundposition, wogegen die gekippte Dreheinrichtung mit der gewinkelten Fahrbahn die Position zur Weiterfahrt des Wagens bildet.

Vorteilhafterweise ist eine Wechsel Vorrichtung an einem Endpunkt der Strecke vorgesehen, welche entweder eine Bewegung der Fahrbahn am Endpunkt mit dem Wagen verursacht oder lediglich den Wagen auf eine andere Fahrbahn fördert. In einer möglichen Ausführung kann die Fahrbahn mithilfe einer Wechselvorrichtung gesenkt oder erhöht werden. Dies kann von Vorteil sein, wenn zum Beispiel ein Transportwagen in die Haltestelle einfährt und das darin transportierte Gut ausgeladen werden muss. Die Wechsel Vorrichtung kann den Wagen mit oder ohne Fahrbahn zum Güterumschlagsplatz fördern, womit die Haltestelle für den nachfolgenden Wagen wieder frei ist. Vorstellbar ist auch, dass ein Teilstück der Fahrbahn dafür gesenkt oder erhöht wird, da der Platz für den Güterumschlag in einem solchen Beispiel unter- oder oberhalb der Haltestelle angeordnet ist.

Die Wechsel Vorrichtung kann auch lediglich vorgesehen sein, den Wagen auf eine andere Fahrbahn zu fördern. Dafür kann eine Kran-ähnliche Konstruktion vorgesehen sein, mit welcher der Wagen von der Fahrbahn aufgehoben, seitlich versetzt und anschliessend wieder auf die neue Fahrbahn gesenkt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Strecke nur in eine Richtung befahrbar. Damit können mehrere Wagen gleichzeitig sich auf der Strecke befinden. Da die Wagen an vorgesehenen Stellen bremsen und halten müssen, kann der Fahrplan derart optimiert werden, dass möglichst viele Wagen zeitgleich auf der Strecke sind.

Das System umfasst bevorzugt zwei parallele Strecken und die Strecken sind vorzugsweise in entgegengesetzte Richtungen befahrbar. Somit kann zwischen zwei Standorten ein möglichst grosses Transportaufkommen in beide Richtungen gewährleistet werden. Vorteilhafterweise liegen die Strecken nahe beieinander, sodass der Abstand zwischen den Tunneln beider Strecken klein ist. Dies führt zu einer einfacheren und kostengünstigeren Konstruktion der Tunnel und somit der gesamten Strecke.

Genannte optionale Merkmale können in beliebiger Kombination verwirklicht werden, soweit sie sich nicht gegenseitig ausschliessen. Insbesondere dort wo bevorzugte Bereiche angegeben sind, ergeben sich weitere bevorzugte Bereiche aus Kombinationen der in den Bereichen genannten Minima und Maxima.

Zusätzliche Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren in schematischer Darstellung näher beschrieben. Genannte bevorzugte Merkmale können in beliebiger Kombination verwirklicht werden - soweit sie sich nicht gegenseitig ausschliessen. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer, schematischer Darstellung:

Figur 1: Eine schematische Darstellung eines erfindungs gemässen

Transportsystems; Figur 2: eine schematische Darstellung eines Transportsystem wie in Figur 1 mit zusätzlichen Wartungshallen;

Figur 3: eine schematische Darstellung eines Transportsystems mit zwei

V akuumtunneln;

Figur 4: eine Darstellung eines Transportsystems mit über eine

Wechsel Vorrichtung verbundene zwei parallele Strecken;

Figur 5: eine Ansicht einer Dreh Vorrichtung.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Im Folgenden stehen gleiche Bezugsziffern für gleiche oder funktionsgleiche Elemente (in unterschiedlichen Figuren). Ein zusätzlicher Apostroph kann zur Unterscheidung gleichartiger bzw. funktionsgleicher oder funktionsähnlicher Elemente in einer weiteren Ausführung dienen.

In Figur 1 ist ein schematischer Aufbau eines Transportsystems gezeigt. Das Transportsystem umfasst eine Strecke 11, welche sich zwischen zwei Endpunkten 13,13' erstreckt. Die Endpunkte 13,13' sind in der hier gezeigten Ausführung durch Haltestellen gebildet. Das Transportsystem ist vorgesehen, sowohl Personen als auch Güter zu transportieren. Falls Personen transportiert werden, ist die Haltestelle 13 für das Aus- und Einsteigen von Personen vorgesehen. Beim Transport von Gütern fährt der Wagen entweder durch die Haltestelle 13 zu einem Umschlagplatz (nicht gezeigt) oder die Fahrbahn an der Haltestelle 13 wird zum Umschlagplatz erhöht oder gesenkt. Die Strecke 11 zwischen den beiden Haltestellen 13,13' ist in der gezeigten Ausführung durch eine Magnetschwebebahn gebildet. Der Wagen 15, welcher für den Einsatz in diesem Transportsystem vorgesehen ist, wird magnetisch angetrieben. Der Wagen 15 ist durch einen einzigen Festkörper gebildet und ist deshalb auf eine geradlinige Strecke 11 angewiesen. Die Haltestelle 13 ist in der gezeigten Ausführung durch einen geschlossenen Raum gebildet. Für den Zugang zur Strecke hin ist eine Tür 14 an der Haltestelle 13 vorgesehen. Diese Tür 14 öffnet jeweils, wenn der Wagen 15 die Haltestelle 13 verlässt oder in diese einfährt. Die Türen 14 an der Haltestelle 13 könne Flügeltüren sein.

Die in Figur 1 gezeigte Strecke 11 weist drei Abschnitte auf. Der mittlere Abschnitt der Strecke wird durch einen Vakuumtunnel 17 gebildet und die restlichen zwei durch je eine Verbindungsstrecke 19,19'. Die Verbindungsstrecke 19 bildet die Verbindung zwischen dem Vakuumtunnel 17 und einer der Haltestellen 13,13'. Während im Vakuumtunnel 17 stets ein möglichst luftleerer Zustand und somit im Wesentlichen ein Vakuum vorhanden ist, steht die Verbindungsstrecke 19,19' zusammen mit den Endpunkten 13,13' unter atmosphärischen Bedingungen.

An beiden Enden des Vakuumtunnels 17 ist je eine Kammer 21 angeordnet. Die Kammer 21 bildet die Schnittstelle zwischen dem Vakuumtunnel 17 und der jeweiligen Verbindungsstrecke 19. Der Wagen 15 muss bei der Fahrt von der Verbindungstrecke 19 in den Vakuumtunnel oder umgekehrt die Kammer 21 passieren. Der Druck in der Kammer 21 kann eingestellt werden, sodass sowohl im Wesentlichen ein Vakuum als auch ein atmosphärischer Druck in der Kammer herrschen kann. Die Kammer 21 ist in Richtung des Vakuumtunnels 17 als auch in Richtung der Verbindungsstrecke 19 durch je ein Schleusentor 23 getrennt. Das Schleusentor 23 sorgt für eine Abdichtung zwischen dem Inneren der Kammer 21 und dem Vakuumtunnel 17 oder der Verbindungsstrecke 19. Die Schleusentore 23 sind vorgesehen in abwechselnder Reihenfolge zu öffnen. Somit befinden sich beide Schleusentore 23 einer Kammer 21 nie gemeinsam im geöffneten Zustand und der Durchgang von der Verbindungsstrecke 19 zum Vakuumtunnel 17 ist zu jeder Zeit durch mindestens ein Schleusentor 23 der Kammer unterbrochen.

Die Dimensionen der Kammer 21 sind derart gewählt, dass der ganze Wagen 15 in die Kammer 21 eingeführt werden kann. Im Idealfall ist die Länge der Kammer 21 etwas grösser als die Länge des Wagens. Beide Schleusentore 23,23' müssen schliessen können, wenn der Wagen 15 in der Kammer 21 ist. Die Höhe und Breite der Kammer 21 sind derart gewählt, dass sie minimal grösser sind als diejenigen des Wagens 15. Somit entsteht, wenn der Wagen 15 in der Kammer 21 ist, ein kleiner Spalt zwischen dem Wagen und der Wand und Decke der Kammer. Dies führt zu einem möglichst kleinen Restvolumen in der Kammer 21, wenn der Wagen 15 darin aufgenommen ist. An der Kammer sind Pumpeinrichtungen (nicht gezeigt) vorgesehen, welche entweder die Luft in der Kammer 21 herauspumpen oder Luft in die Kammer 21 hineinpumpen. Abhängig von der Arbeitsweise der Pumpeinrichtung bildet sich in der Kammer 21 entweder ein Vakuum-ähnlicher, also beinahe luftleerer Zustand oder atmosphärische Bedingungen mit Normaldruck. Der Druck in der Kammer 21 muss angepasst werden bevor ein Schleusentor 23 geöffnet werden kann. Der Druck, an welchen der Inhalt der Kammer 21 anzupassen ist, ist der Druck auf der anderen Seite des Schleusentors 23, welches geöffnet werden soll.

Der für dieses Transportsystem vorgesehene Wagen 15 ist ein einzelner Festkörper, welcher für die Fahrt durch Kurven nicht geeignet ist. Aus diesem Grund ist die Strecke 11 des erfindungsgemässen Transportsystems derart konzipiert, dass sie lediglich geradlinige Abschnitte aufweist. Beim Übergang zweier geradliniger Abschnitte, welche in unterschiedliche Richtungen verlaufen, ist eine Dreheinrichtung 25 vorgesehen. Diese ist zwischen einer Haltestelle 13 und einer Kammer 21 angeordnet. Die Dreheinrichtung 25 ist derart dimensioniert, dass sie den ganzen Wagen 15 aufnehmen kann. Die in der Dreheinrichtung 25 vorgenommene Richtungsänderung kann sowohl eine horizontale als auch eine vertikale sein. Eine Ausführungsform der Dreheinrichtung 25 ist in Figur 5 gezeigt und weiter unten detailliert beschrieben.

In Figur 2 ist eine weitere schematische Darstellung einer Strecke gemäss dem erfindungsmässigen Transportsystem gezeigt. Die Strecke in Figur 2 geht über die Haltestellen 13 hinaus und verfügt über eine Wartungshalle 27. Die Wartungshalle 27 ist eine Einrichtung, in welcher der Wagen für die Fahrt wieder in die entgegengesetzte Richtung vorbereitet wird. Das Transportsystem ist vorgesehen, zwei parallele Fahrbahnen aufzuweisen. Diese werden von den Wagen 15 stets in entgegengesetzte Richtungen befahren. In der Wartungshalle 27 kann jeder Wagen für den Wechsel der Fahrbahn vorbereitet werden, so dass ein Wagen entlang der parallel geführten Fahrbahn wieder in die entgegengesetzte Richtung fahren kann.

In Figur 3 ist eine Strecke gezeigt, bei welcher zwischen den Haltestellen 13,13' zwei Vakuumtunnel 17,17' angeordnet sind. Wie in der in Figur 1 gezeigten Ausführung sind Dreheinrichtungen 25,25' zwischen einer Haltestelle 13,13' und einem Vakuumtunnel 17,17' angeordnet. Zusätzlich ist eine Dreheinrichtung 25" zwischen den Vakuumtunneln 17 ,17' angeordnet. Mit der Dreheinrichtung 25” in der Mitte von zwei Vakuumtunneln 17,17' kann eine Richtungsänderung der Strecke vorgenommen werden. Dies kann durch bauliche Massnahmen erforderlich oder auch aufgrund einer damit eintretenden Reduktion der Gesamtlänge der Strecke bedingt sein. Des Weiteren kann mit Anordnung einer Dreheinrichtung 25 eine Verzweigung der Strecke vorgenommen werden.

In Figur 4 sind zwei Strecken 11, 11' eines erfindungsgemässen Transportsystems gezeigt, welche über eine Wechsel Vorrichtung 29 verbunden sind. Die Wechsel Vorrichtung 29 ist vorzugsweise an zwei Endpunkten 13,13' zweier Strecken angebracht, so dass der Wagen mithilfe der Wechsel Vorrichtung 29 von einer Strecke auf die andere gefördert werden kann. Die Wechsel Vorrichtung 29 kann vorgesehen sein, den Wagen zu heben und auf eine andere Strecke zu fördern oder die Fahrbahn mit dem Wagen zusammen zu bewegen.

In Figur 5 ist eine Dreheinrichtung 25 gezeigt. Die Dreheinrichtung 25 umfasst eine Röhre 31, wobei die Röhre 31 über eine flache Bodenfläche 33 verfügt. Die flache Bodenfläche 33 bildet die Fahrbahn, währenddem die Deckfläche 35 durch den Bogen der Röhre gebildet ist. Die Röhre ist über ein Verbindungsblock 37 mittig auf einer Halbkugel 39 frei drehbar gelagert. Die Halbkugel 39 ist derart angeordnet, dass ihre flache Seite eine Grundfläche bildet und die gebogene Seite nach oben zeigt. Auf der Halbkugel 39 ist der Verbindungsblock 37 angeordnet, welcher eine komplementäre Form zur Halbkugel 39 aufweist und deshalb auf der Halbkugel sich aufliegend bewegen kann. Die Bewegung des Verbindungsblocks 37 führt zu einer Drehbewegung der am Verbindungsblock 37 fest angebrachten Röhre 31. Die Röhre 31 ist derart angeordnet, dass die Längsrichtung der Röhre stets in etwa tangential zur Oberfläche der Halbkugel 39 verläuft. Die Röhre 31 kann sich beliebig in horizontaler Richtung drehen. Die Bewegung in vertikaler Richtung ist durch die Form der Halbkugel 39 begrenzt, wobei der Unterschied im vertikalen Winkel bis zu 90° sein kann. Für das Verstellen der Röhre 31 in vertikaler Richtung ist ein hydraulischer Antrieb vorgesehen. Der Verbindungsblock 37 kann magnetisch an der Halbkugel 39 angebracht sein. Dabei verfügt der Verbindungsblock 37 und die Halbkugel 39 über eine derartige magnetische Ladung, dass sie sich gegenseitig abstossen und ein Spalt dazwischen zustande kommt. Die magnetische Anordnung des Verbindungsblocks 37 auf der Halbkugel 39 ermöglicht die reibungsfreie Bewegung des Verbindungsblocks 37. Die Fahrbahn der Dreheinrichtung 25 ist vorgesehen, sowohl von vorne als auch hinten abgerundet zu sein, damit der Verbindungsblock 37 mit der Fahrbahn die gewünschten Rotahonen durchführen kann.

Die Bewegungsmöglichkeit des Verbindungsblocks 37 einer Dreheinrichtung 25 ist nicht auf die Rotation begrenzt. Der Verbindungsblock 37 kann in einer weiteren Ausführungsform nebst der Rotation auch eine Translation vornehmen. Dies ermöglicht es dem Verbindungsblock 37 allfällige Spalten, welche sich durch die Rotation des Verbindungsblocks 37 zwischen der festen Fahrbahn und derjenigen des Verbindungsblocks ergeben, zu schliessen. Idealerweise ist der Verbindungblock 35 zusammen mit der Halbkugel 39 darunter mittig in der Dreheinrichtung 25 angeordnet, sodass die Fahrbahn der Dreheinrichtung 25 sich vom Verbindungsblock 35 in beide Richtungen gleich weit erstreckt.

Im Folgenden ist der Ablauf einer Fahrt eines Wagens auf einem Transportsystem, wie es in Figur 1 gezeigt ist, schrittweise beschrieben. - Der Wagen 15 hält an der ersten Haltestelle 13, wobei die Haltestelle 13 eine Fahrbahn und ein daneben parallel dazu angeordnetes Perron hat, wie es in den heutigen Bahnhöfen üblich ist. Die Passagiere können über das Perron in den Wagen 15 einsteigen. Dabei kann der Spalt zwischen Perron und Wagen 15 zum Schutz der magnetischen Einrichtungen vor Staub und Abfall mit einer klappbaren Leiste abgedichtet sein. Nach dem Schliessen der Türen des Wagens 15 kann der Wagen die Fahrt antreten. Die Haltestelle 13 kann durch eine Flügeltür 14 zur Strecke 11 hin abgeschlossenen sein. Falls der Wagen 15 sich der Flügeltür 14 nähert, öffnet sich die Flügeltür 14 und der Wagen 15 kann die Haltestelle 13 verlassen. Nachdem der Wagen 15 durch die Flügeltür 14 fährt und die Haltestelle 13 verlässt, schliesst sich die Flügeltür 14 wieder. - Da es sich beim gezeigten Transportsystem um eine Magnetschwebebahn handelt, wird der Wagen 15 magnetisch angetrieben. Dabei beschleunigt der Wagen 15 bis zu einer Geschwindigkeit, welche für Magnetschwebebahnen unter atmosphärischen Bedingungen üblich ist. Diese Geschwindigkeit kann bis zu ungefähr 400 km/h betragen. - Der Wagen 15 fährt in eine Dreheinrichtung 25 ein und stoppt darin. Die Dreheinrichtung 25 verfügt über ein Fahrbahnstück, welches sich sowohl horizontal als auch vertikal dreht, so dass der Wagen 15 die weitere Fahrt in Richtung des Vakuumtunnels 17 durchführen kann. Die Drehung in der Dreheinrichtung 25 kann in zwei Schritten oder auch in einem zusammengefassten einzelnen Schritt vorgenommen werden. - Nach Abschluss der Drehung der Fahrtrichtung in der Dreheinrichtung 25 kann sich der Wagen 15 weiterbewegen. Der Wagen 15 gelangt nach einer möglichst kurzen Fahrt nach der Dreheinrichtung 25 zur ersten Kammer 21 vor dem Vakuumtunnel 17. Das erste Schleusentor 23 der ersten Kammer 21 ist geöffnet, sodass der Wagen 15 direkt in die Kammer 21 einfahren kann. Die Kammer 21 nimmt den ganzen Wagen 15 auf und kann das erste Schleusentor 23 hinter dem Wagen schliessen. Wenn der Wagen 15 in der Kammer 21 ist und beide Schleusentore 23,23' geschlossen sind, kann die Pumpeinrichtung der Kammer gestartet werden. Die Pumpeinrichtung fördert die Luft in der Kammer 21 nach aussen, sodass der Raum in der Kammer ausserhalb des Wagens einen luftleeren bzw. vakuumierten Zustand einnimmt. Die Pumpeinrichtung benötigt dafür nicht mehr als 10 Sekunden, im Idealfall etwa 5 Sekunden. Der Grund für die kurze Dauer ist das kleine Volumen, welches zwischen dem Wagen 15 und der Wand der Kammer vor liegt. - Bevor in der ersten Kammer 21 ein vollständiges Vakuum erzeugt wurde, beginnt sich das zweite Schleusentor 23', welches die Trennung zum Innern des Vakuumtunnels 17 bildet, langsam zu öffnen. Da das Volumen des Vakuumtunnels 17 um ein Vielfaches grösser ist als das Restvolumen in der Kammer 21, muss nicht ein vollständiger Vakuumzustand in der Kammer 21 erreicht werden, bevor das zweite Schleusentor 23' der Kammer öffnet. - Der Wagen 15 begibt sich von der ersten Kammer 21 in den Vakuumtunnel 17 und startet seine Beschleunigung. Der Wagen 15 ist vorgesehen, eine Geschwindigkeit von bis zu 1200 km/h zu erreichen. Ermöglicht wird diese Geschwindigkeit durch den beinahe luftleeren Raum im Vakuumtunnel 17. Zugleich verfügt der Vakuumtunnel 17 über keine Kurven und ist deshalb geradlinig, was wiederum das Erreichen und Halten einer derart hohen Fahrgeschwindigkeit ermöglicht. - Im Vakuumtunnel 17 kann der Wagen 15 innerhalb einer kurzen Zeit eine grosse Strecke zurücklegen. Zu gegebenem Zeitpunkt muss der Wagen entschleunigen, damit er in der zweiten Kammer 21' des Vakuumtunnels rechtzeitig halten kann. Da die Fahrbahn durch eine Magnetbahn gebildet ist, findet das Entschleunigen des Wagens 15 durch den magnetischen Antrieb statt. Somit wird für die Beschleunigung und Entschleunigung des Wagens 15 das gleiche physikalische Prinzip verwendet. Durch Wegfällen des Luftwiderstands aufgrund des luftleeren Raumes und des Rollwiderstands aufgrund der Schwebetechnik mithilfe von Magneten dauert die Entschleunigungsphase vergleichsweise länger und die Entschleunigungsphase muss entsprechend früh eingeleitet werden. Die Steuerung und die Definition der Zeitpunkte der Beschleunigung und Entschleunigung kann zentral als auch lokal im Wagen stattfinden. - Das erste Schleusentor 23" der zweiten Kammer 21' ist geöffnet, sodass der Wagen 15 in diese direkt einfahren kann. In der zweiten Kammer 21' herrscht zu diesem Zeitpunkt ein beinahe luftleerer Raum wie im Vakuumtunnel. Der Wagen 15 kommt in der zweiten Kammer 21' zum Stillstand, woraufhin das erste Schleusentor 23" schliesst. Die Pumpeinrichtung der zweiten Kammer 21' fördert Luft von aussen in die Kammer 21' bis sich darin ein atmosphärischer Druck einstellt. Dieser Vorgang dauert etwa 5 Sekunden. Anschliessend kann das zweite Schleusentor 23'" der zweiten Kammer 21' öffnen und der Wagen 15 somit durch die zweite Kammer 21' den Vakuumtunnel 17 verlassen. - Das zweite Schleusentor 23'" der zweiten Kammer 21' schliesst, nachdem der Wagen 15 die zweite Kammer 21' verlassen hat. Daraufhin wird die Luft in der zweiten Kammer 21' von der Pumpeinrichtung nach aussen gefördert bis ein vakuumähnlicher bzw. beinahe luftleerer Zustand in der zweiten Kammer erreicht ist. Das Erreichen dieses Zustands kann bis zu 3 Minuten dauern. Nach Erreichen eines solchen Zustands kann das erste Schleusentor 23" der zweiten Kammer 21' wieder langsam geöffnet werden und die zweite Kammer 21' ist somit bereit, den nachfolgenden Wagen zu empfangen. - Nach Verlassen der zweiten Kammer 21' befindet sich der Wagen 15 in atmosphärischer Umgebung. Der Wagen 15 begibt sich wieder in eine Dreheinrichtung 25'. In dieser wird das Fahrbahnstück wieder derart gedreht, dass der Wagen 15 die geradlinige Weiterfahrt bis zur nächsten Haltestelle 13' vornehmen kann. - Der Wagen 15 fährt in die nächste Haltestelle 13' ein und hält parallel zu einem Perron an. Der Wagen 15 kann nach dem Stehenbleiben seine Türen öffnen und die Passagiere können den Wagen 15 über die zahlreichen Türen verlassen und somit das Perron und die Haltestelle betreten.

Im oben beschriebenen Ablauf lässt sich der Vorteil des erfindungsmässigen Transportsystem darin erkennen, dass die Schnittstelle zwischen dem Vakuumtunnel und der restlichen Umgebung über zwei Kammern gebildet ist, welche pro Fahrt einmal in einen jeweils anderen Druckzustand versetzt werden müssen. Sowohl am Wagen als auch an den Haltestellen brauchen keine zusätzlichen Vorrichtungen an geordnet zu sein, wodurch die Zuverlässigkeit erhöht und zugleich die Zeit zum Ein- und Aussteigen erheblich reduziert wird. Zugleich werden keine weiteren baulichen Massnahmen an der Haltestelle erforderlich.

Während die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass Änderungen, Modifikationen, Variationen und Kombinationen ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen gemacht werden können. BEZUGSZEICHENLISTE:

11, 11' Strecke

13, 13' Endpunkt / Haltestelle

14 Tür

15 Wagen

17, 17' Vakuumtunnel

19, 19' Verbindungsstrecke

21, 21', 21", 21'" Kammer

23, 23' Schleusentor

25, 25', 25" Dreheinrichtung

27, 27' Wartungshalle

29 Wechsel Vorrichtung

31 Röhre der Dreheinrichtung

33 Grundfläche der Röhre

35 Deckelfläche der Röhre

37 Verbindungsblock

39 Halbkugel

Claims

ANSPRÜCHE

1. System zum Transportieren von Menschen oder Waren in einem Wagen (15) auf einer geführten Strecke (11), welche mindestens drei Abschnitte aufweist, wobei mindestens ein Abschnitt durch einen Vakuumtunnel (17) gebildet ist und zwei Abschnitte je eine Verbindungsstrecke (19,19') zu einem Endpunkt (13,13') der Strecke (11) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrecken (19,19') und die jewei ligen Endpunkte (13,13') der Strecke (11) unter einem atmosphärischen Druck stehen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden des Vakuumtunnels (17) je eine Kammer (21) angeordnet ist, jede Kammer (21)

- derart dimensioniert ist, dass sie den Wagen (15) aufnehmen kann und

- vorgesehen ist, in einen Vakuum-Zustand oder unter atmosphärische Bedingungen versetzt werden zu können.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kammer (21) an ihren beiden Enden je ein Schleusentor (23) aufweist, welches im geschlossenen Zustand das Innenvolumen der Kammer (21) gegenüber den benachbarten Abschnitten der Strecke abdichtet.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (21) vorgesehen ist, durch Entnehmen oder Zuführen von Luft in ein Vakuum- Zustand gebracht oder ein Vakuum-Zustand innerhalb der Kammer aufgelöst zu werden.

5. System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpeinrichtung vorgesehen ist, um die Luft in die oder aus der Kammer (21) zu fördern.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Magnetschwebebahn umfasst. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumtunnel (17) eine geradlinige Form aufweist und somit der Abschnitt im Vakuumtunnel (17) keine Kurven umfasst. System nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (21) eine Breite von 300 bis 400 cm und eine Höhe von 350 bis 450 cm oder bei einem kreisrunden Querschnitt einen Durchmesser von 300 bis 450 cm aufweist. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (15) Teil des Systems ist. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (15) magnetisch angetrieben ist. System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (15) durch einen einzelnen in Längsrichtung der Strecke (11) bewegbaren Festkörper gebildet ist. System nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Kammer (21) minimal grösser ist als diejenige des Wagens, vorzugsweise um 5 cm, insbesondere um 2 cm. System nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (21) länger ist als der Wagen (15), vorzugsweise um 5 bis 100 cm, insbesondere um 5 bis 50 cm. System nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kammer (21) und dem Endpunkt der Strecke (13) eine Dreheinrichtung (25) angeordnet ist, durch deren Drehung der Wagen (15) einen Richtungswechsel durchführt. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (25) mindestens die Länge des Wagens (15) aufweist. System nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (25) ausgelegt ist, eine horizontale Drehbewegung durchzuführen. System nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (25) ausgelegt ist, eine vertikale Kippbewegung durchzuführen. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke (11) nur in eine Richtung befahrbar ist. System nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das System zwei parallele Strecken (11,11') umfasst und die Strecken (11,11') vorzugsweise in entgegengesetzte Richtungen befahrbar sind.