DE29518410U1

DE29518410U1 - Hochgeschwindigkeits-Schwebebahn-System (HSS) insbesondere Übertrassenbahn (ÜTB) Zugwagen u.a.

Info

Publication number: DE29518410U1
Application number: DE29518410U
Authority: DE
Original assignee: STRUNKMANN MEISTER TREUHAND UN
Current assignee: Schaeuble Michael De
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2005-11-21
Also published as: EP0801614A1; AU7693996A; WO1997020720A1

Description

f Anmelderin: Zeichen: HSS ClTB Zugwagen

Firma

DR. STRUNKMANN-MEISTER TREUHAND-

UND BETEiLlGUNGSGESELLSCHAFT MBH (Dr.SMT)

Ainmillerstraße 50

D - 80801 München Anmeldercode-Nr. 33988889

Beschreibung

Hochgeschwindigkeits-Schwebebahn-System (HSS], insbes. Übertrassenbahn {ÜTBJ

Zugwagen u.a.

Die Erfindung betrifft eine Ergänzung der von derselben Anmelderin gleichzeitig eingereichten Erfindung &ldquor;Hochgeschwindigkeits-Schwebebahn-System [HSS)₁ insbes. Übertrassenbahn (UTB] Rigg u.a.",und zwar in Bezug auf Komponentenschienen-Zugwagen-Konfigurationen. Die dort gegebene Vorteilsschilderung gilt auch hier,

Die neuen Prinzipien des erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeits-Schwebebahn-Systems, insbesondere der Übertrassenbahn, bestehen darin, daß mit dem bislang gültigen, technischen Tabu der Seilbahnbauer, wonach Seilbahnen keine Fischenverkehrsmittel sind, in der Weise gebrochen wurde, daß erfindungsgemäß zwar die tragende Struktur - wie bei herkömmlichen Seilbahnen - aus Stützen und einem darübergeführten Tragseil besteht, daß aber die die Gondeln tragenden Zugwagen mit Eigenantrieb ausgerüstet sind und nicht über das Tragseil sondern über eine Komponentenschiene fahren. Diese Komponentenschiene ist mit Tragwanten an dem Tragseil aufgehängt und vermittels erfindungsgemäßer Spannhebel , deren oberes Teil durch Spannwanten mit einem oberen Spannseil und deren unteres Teil durch Spannwanten über den Tragholm mit einem unteren Spannseil verbunden ist, axial fixiert. Diese tragende und Torsionskräfte bei Kurvenfahrt über Verspannungen aufnehmende Struktur ist das erfindungsgemäße Rigg. Die Komponentenschiene ist starr und in einer bevorzugten Ausführungsform so konzipiert, daß ein Abschnitt der Schiene von etwa 10m mindestens 10 Tonnen Last (dem Gewicht einer voll besetzten Gondel) tragen kann.

DR.STRUNKMANN-MEISTER TSB GmbH HSS UTB Zugwagen

Auf der Komponentenschiene , die also in Fahrtrichtung gesehen stets senkrecht gehalten wird, fahren erfindungsgemäße Zugwagen , die entweder die Komponentenschiene umgreifen, sofern diese als Außenschiene ausgebildet ist, oder - wenn diese als Hohl- bzw. Innenschiene ausgebildet ist - in der Innenschiene laufen. Die Zugwagen werden auf oder in der Komponentenschiene erfindungsgemäß so über Rollen oder Räder gehalten, daß auch sie in Fahrtrichtung gesehen stets ihre senkrechte Lage beibehalten und auftretende Drehmomente in der Kurvenfahrt über die Komponenten der Komponentenschiene und die hierrauf rollenden Rollen oder Räder, weiter über die Spannhebel an das Rigg abgeben.

Unter den - in der Regel 2 - Zugwagen ist die Gondel mit einem Tragpendel pro Zugwagen an diesen aufgehängt. Das Tragpendel ist mit der Gondel starr, mit den Zugwagen aber über ein axiales Gelenk so verbunden, daß die Gondeln bei schneller Kurvenfahrt die Fliehkräfte zur kurvenäußeren Seite hin frei auspendeln können. Diese Freipendeltechnik erlaubt hohe Geschwindigkeiten, da die im stabilen Gleichgewicht aufgehängte Gondel nicht - wie ein im labilen Gleichgewicht befindliches Schienenfahrzeug herkömmlicher Art - seitwärts umstürzen kann. Weiterhin wirkt auf die z.B. stehenden Fahrgäste in der Gondel die aus Schwerkraft und Fliehkraft resultierende Kraft stets nur in der Weise, daß sie in Richtung ihrer Körperlängsachsen auch bei starker Schräglage der Gondel stets senkrecht auf den Gondelboden gedruckt werden, so als stünden sie auf waagerechtem Erdboden. Bei herkömmlichen Schienenfahrzeugen kann dies nur in vergleichsweise sehr engen Grenzen dadurch erreicht werden, daß die kurvenäußere Schiene des Geleises überhöht ist und das Fahrzeug die genau dieser Geleisinklination entsprechende Geschwindigkeit einhält. Fährt es schneller, werden die Fahrgäste an die kurvenäußere Seiteninnenwand des Fahrzeuges gedrückt, Gegenstände auf Tischen in dem Fahrzeug fallen herunter. Im Extremfall kippt das Fahrzeug seitwärts aus den Schienen. Die Geleisinklination ist beschränkt durch die Gefahr des zur Kurveninnenseite kippenden, stehenden Fahrzeugs.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schwebebahntechnik ist, daß sie - anders als radgestützte Fahrzeuge am Boden - eine kompromisslose Ausnutzung der aerodynamischen Gesetze durch entsprechende, flugzeugrumpfähnliche Gondelgestaltung zur Verringerung des Luftwiderstandes bei Hochgeschwindigkeit ermöglicht, welches zu erheblicher Energieeinsparung führt. Hier liegt auch ein wesentlicher Vorteil gegenüber Magnetschwebebahnen nach dem Stand der Technik. Die erfindungsgemäße Ausstattung der Zugwagen-Komponentenschienen-Kombination mit Linearmotoren verringert zudem den konstruktiven Aufwand gegenüber derzeitigen Magnetschwebebahnen, da diese mit 4 Linearmotoren arbeiten, wogegen die erfindungsgemäße Konfiguration mit nur 3 Linearmotoren auskommt.

DR. STRUNKMANN-MEISTER TS.B GmbH HSS* ÜTB Zugwagen

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1

zeigt eine 5-Komponentenschiene 1 in einem Schnitt senkrecht zur Schienenlängsachse und in gleicher Weise einen Schnitt durch den dazugehörigen Zugwagen 2 in einer bevorzugten Ausführungsform. Auf der Horizontalschienenkomponente 3 laufen beiderseits je 2 Horizontalrollen 4, welche Drehkraft und Fliehkraft bei schneller Kurvenfahrt aufnemen. Gleiches geschieht bei den Unterschienenhorizontalkomponenten 5, auf denen die Unterhorizontalrollen 6 laufen. Die Vertikalräder 7 rollen auf den Vertikalschienenkomponenten 8 und auf der Unterschienenvertikalkomponente 9, die Schrägräder 10 auf den Schrägschienenkomponenten 11. Die Räder sind durch axiale Elektromotoren 12 (vorzugsweise Rabemotoren - vgl. z.B. EP 91 02 502] angetrieben.

Auf beiden Seiten der 5-Komponentenschiene 1 sind je ein Vertikalrad 7 und ein Schrägrad 10, etwa im Winkel von BO Grad zueinander über Wippachsen 13 miteinander verbunden. Die Wippachsen 13 sind um Steckachsen 14 drehbar, welche durch die Modulkästen 15 gesteckt sind und getragen werden. Die Modulkästen 15 sind durch Chassisrohre 16 torsionsfest zum Zugwagen 2 verbunden, welcher zwischen zwei Modulkästen 15 die Pendelachse 17, diese den Tragpendel 18 trägt, an welchem die Gondel hängt und gezogen wird.

Die Wippachsen 13 verteilen Gondelgewicht, Wagengewicht und aus Schwerkraft und Fliehkraft bei Kurvenfahrt resultierende Kräfte gleichmäßig auf die jeweils beanspruchten Schienenkomponenten und gleichen Schienenstöße aus. Letzteres wird auch durch die Räder selbst bewirkt, da es sich um PKW-räder mit normalen Hochgeschwindigkeitsreifen handelt.

Das auf der Unterschienenvertikalkomponente 9 rollende Vertikalrad 7 wird von einem Achsschenkel 19 in der Weise hydraulisch mit variablem Druck an die Unterschienenvertikalkomponente 9 angepresst, daß hierdurch die Traktion der Räder verstärkt werden kann, wenn der Andruck durch die Schwerkraft- z.B. bei Niederschlag auf, den Schienen oder zur Überwindung von Steigungen - nicht ausreicht, um die Räderdrehung in Vortrieb umzusetzen.

DR.STRUNKMANN-MEISTER T&B GmbH *U. \.· ,:, .:. * H^.QtB Zugwagen

Fig. 2

zeigt die gleiche Konfiguration, wie Fig. 1, jedoch zusätzlich vor den beiderseitigen, aus jeweils Vertikalrad 7 und Schrägrad 10 bestehenden, durch eine Wippachse 13 verbundenen Radpaaren eine - auf der gleichen Steckachse 14 montierte - Horizontal-schräg-Wippachse 20, die ein auf der Horizontalschienenkomponente 3 laufendes Horizontalrad 21 mit einem Schrägrad 10 verbindet. Das Horizontalrad 21 nimmt Kurvenflieh und -drehkräfte bei schneller Kurvenfahrt auf.

Fig. 3

zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Komponentenschienen-Zugwagen-Konfiguration, wobei die Ausführungsform der Fig. 1 im oberen Schienenbereich mit dem Vortrieb durch Linearmotoren im Unterschienenbereich kombiniert ist. Die hier dargestellte Komponenten-Magnetschiene 22 trägt in der Mitte der Unterschiene einen senkrecht nach unten nagenden Mittleren Langstator 23, der zusammen mit den beiderseitigen, im Zugwagen 2 montierten Magneten 24 einen Linearmotor bildet, welcher für Vortrieb sorgt und den Zugwagen 2 senkrecht führt. An den nach außen weisenden Unterschienenaußenschrägen 25 der Komponentenschiene sind parallel zu diesen Seitliche Langstatoren 26 montiert, die zusammen mit den seitlichen, im Zugwagen 2 befindlichen Tragmagneten 27 beidseitig je einen Linearmotor bilden, welche den Zugwagen 2 in den - Räder erübrigenden - Schwebezustand bringen, für Vortrieb und - durch ihre Schrägstellung - auch für seitliche Führung sorgen. Durch diese Kombination ist es möglich, im langsamen Fahrbereich zum Vortrieb nur die oberen Vertikal- und Schrägräder zu verwenden, bei Beschleunigung zusätzlich die 3 unter der Unterschiene befindlichen Linearmotoren und im Schnellfahrbereich nur die Linearmotoren, wobei in einer Ausführungsform im Schnelifahrbereich sämtliche Räder und Rollen hydrauüch von der Komponentenschiene abgehoben werden.

Die hier gezeigte Komponenten-Magnetschiene 22 ist die Universalschiene des erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeits-Schwebebahn-Systems, da auf ihr sowohl Zugwagen, bei denen der Vortrieb nur durch Räder mit axial montierten Elektromotoren bewirkt wird, fahren können, weiter solche Zugwagen, bei denen der Vortrieb nur durch Linearmotoren und schließlich solche, - wie vorstehend beschrieben - ,bei denen durch Elektromotoren an den Rädern und Linearmotoren der Vortrieb erfolgt.

Bei den Zugwagen der ersten Kategorie ist das in Fig. 1 und 2 gezeigte Vertikalrad 7 unter der

DR.STRUNKMANN-ME1STER T&B GmbH HSS CiTB Zugwagen

Unterschiene durch die Unterschieneninnenschrägrollen 29, die auf den Unterschieneninnen- schrägkomponenten 28 laufen, ersetzt, der Zugwagen besitzt eine entsprechende Aussparung, die ihm erlaubt, unter dem mittleren Langstator 23 hindurchzufahren.

Bei den Zugwagen der zweiten Kategorie, die nur durch Linearmotoren vorangetrieben und abgebremst werden, sind nur Horizontalrollen und anstelle der Räder Vertikal- und Schrägrollen vorhanden, die während der Fahrt einen gewissen Abstand von der Komponentenschiene halten, der dem Zugwagen das Schweben ermöglicht, oder aber mit einer hydraulischen Abhebevorrichtung versehen sind, durch die dieses ermöglicht wird.

Die Zugwagen der dritten Kategorie, die über einen kombinierten Vortrieb verfügen, sind eingangs beschrieben.

Fig. 4

zeigt im Schnitt senkrecht zur Fahrtrichtung eine Komponentenschienen-Zugwagen-Kombination entsprechend Fig. 1 mit Aufhänge- und Verspannungselementen des Riggs. Der Spannhebel 30 nagt stabilisierend und tragend in die 4-Konnponentenschiene 1 hinein und stellt die Verbindung zu der Tragwant 31, die zum Tragseil hinaufführt, her. Durch die unteren Ösen 35 führen die Spannwanten 30 und verbinden unten den Spannhebel 30 mit dem unteren und oben mit dem oberen Spannseil, wodurch Dreh- und Fliehkraft in Kurvenfahrt über das Rigg in den Boden geleitet werden.

Das Dach 33 schützt die Komponentenschiene 1 vor Niederschlagen und trägt Solarzellen 34. Hierdurch kann die Deutsche Bahn AG auf den ihrer Verfügung unterstehenden Bahntrassen nicht unerhebliche Einnahmen durch Erzeugung von Strom, den sie z.B. in ihr eigenes Netz einspeist, erzielen.

Bezüglich weiterer, nicht genannter Einzelheiten und Vorteile der Erfindung wird ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen.

DR.STRUNKMANN-MEISTER T&B GmbH HSsüTB Zugwagen

Verzeichnis der Bezugszeichen

1.	5-Komponentenschiene	6 *·· ·· ···· ·· ·**	*• ·**
2.	Zugwagen	• · # ··· · ···· * ··· · ·· ···	• * • ·
3.	Horizontaischienenkomponenten
4.	Horizontairolien
5.	Unterschienenhorizontalkomponenten
6.	Unterhorizontalrollen
7.	Vertikalräder
8.	Vertikalschienenkornponenten
9.	Unterschienenvertikalkomponenten
10.	Schrägräder
11.	Schrägschienenkomponenten
12.	Axiale Elektromotoren
13.	Wippachsen
14.	Steckachsen
15.	Modulkästen
16.	Chassisrohre
17.	Pendelachse
18.	Tragpendel
19.	Achsschenkel
20.	Horizontal-schräg-Wippachse
21.	Horizontalräder
22.	Komponenten-Magnetschiene
23.	Mittlerer Langstator
24.	Magnet
25.	Unterschienenaußenschräge
26.	Seitliche Langstatoren
27.	Tragmagneten
28.	Unterschieneninnenschrägen
29.	Unterschieneninnenschrägrollen
30.	Spannhebe!
31.	Tragwant
32.	Spannwant

DR.STRUNKMANN-MEISTER T&B GmbH ···· '··" "· ·&iacgr;· MS&ÜTB Zugwagen

33. Dach

34. Solarzellen

35. Ösen

Claims

DR.STRUNKMANN-MEISTER TS.B GmbH *"*" HSS ÜTB Zugwagen Ansprüche Hängeschienen-Zugwagen-Konfiguration für ein seilbahn- oder hängebrückenähnliches Rigg mit Tragseil einer Seilschwebebahn mit Eigenantrieb der Fahrzeuge,

1. dadurch gekennzeichnet,

daß die Hängeschiene und der zugehörige Zugwagen die Formen einer 5-Komponentenschiene 1 und des Zugwagens 2 aufweisen, wobei erstens die Vertikalräder 7 oder rollen des Zugwagens 2 auf der Vertikalschienenkomponente 8 der 5-Komponentenschiene 1, zweitens die Schrägräder 10 oder -rollen des Zugwagens 2 auf den Schrägschienenkomponenten der 5-Komponentenschiene 1, drittens die Horizontalrollen 4 des Zugwagens &Xgr; auf den Horizontalschienenkomponenten 3 der 5-Komponentenschiene 1, viertens die Unterhorizontairollen 6 des Zugwagens 2 auf den Unterschienenhorizontalkomponenten 5 der 5-Komponentenschiene 1 und fünftens ein Vertikalrad 7 oder eine Vertikalrolle des Zugwagens 2 auf der Unterschienenvertikalkornponente 9 der 5-Komponentenschiene 1 rollen oder laufen;

2. 5-Komponentenschiene 1 und Zugwagen 2 nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet,

daß die Räder durch axiale Elektromotoren 12 angetrieben sind;

3. 5-Komponentenschiene 1 und Zugwagen &Xgr; nach vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,

daß auf beiden Seiten der 5-Komponentenschiene 1 je ein Vertikalrad 7 und ein Schrägrad 10 etwa im Winkel von 60 Grad zueinander über Wippachsen 13 miteinander verbunden sind;

4. 5-Komponentenschiene 1 und Zugwagen 2 nach vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,

daß die Wippachsen 13 um Steckachsen 14 drehbar sind;

5. 5-Komponentenschiene 1 und Zugwagen 2 nach vorstehenden Ansprüchen,

dadurch gekennzeichnet,

DR.STRUNKMANN-MEISTER T&B GmbH HSS ClTB Zugwagen

daß die Steckachsen 14 in Fahrtrichtung gesehen axial durch die Modulkästen 15 gesteckt sind und durch diese getragen werden;

6. 5-Komponentenschiene 1 und Zugwagen 2 nach vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,

daß die Modulkästen 15 durch Chassisrohre 16 torsionsfest zum Zugwagen 2 verbunden sind;

7. 5-Komponentenschiene 1 und Zugwagen 2 nach vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen den Modulkästen 15 die Räder und/oder Rollen montiert sind, weiterhin in Fahrtrichtung gesehen axial die Pendelachse 17 und daß diese das Tragpendel 18 trägt, sowie, daß dieses Tragpendel 18 in Freipendeltechnik die aus Fliehkraft und Schwerkraft in Kurvenfahrt der durch den Zugwagen 2 gezogenen Gondel resultierende Kraft zur Kurvenaußenseite hin auspendelt;

8. 5-Komponentenschiene 1 und Zugwagen 2 nach vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,

daß das auf der Unterschienenvertikalkomponente 9 rollende Vertikalrad 7 von einem Achsschenkel 19 gehalten wird und daß der Achsschenkel 19 das Vertikalrad 7 hydraulisch mit variablem Druck an die Unterschienenvertikalkomponente 9 anpresst;

9. 5-Komponentenschiene 1 und Zugwagen 2 nach vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,

daß der Zugwagen 2 zusätzlich oder anstatt der Wippachsen 13 mit Horizontal-schräg-Wippachsen 20, gehalten wie die Wippachsen 13 durch Steckachsen 14, ausgestattet ist und daß eine solche Horizontal-schräg-Wippachse ein auf der Horizontalschienenkomponente 3 der 5-Komponentenschiene 1 laufendes Horizontalrad 21 oder eine solche Rolle mit einem Schrägrad 10 verbindet;

10. 5-Komponentenschiene 1 und Zugwagen 2 nach vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,

DR.STRUNKMANN-MEISTER TSB GmbH HSS ÜTB Zugwagen

daß die Komponentenschiene die Form einer Komponentenmagnetschiene 22 entsprechend Fig. 3 hat, welche in der Mitte der Unterschiene einen senkrecht nach unten ragenden mittleren Langstator 23 trägt und daß dieser zusammen mit den im Zugwagen 2 entsprechend Fig. 3 montierten Magneten 24 einen Linearmotor bildet;

11. Komponentenmagnetschiene 22 und zugehöriger Zugwagen 2 nach Anspruch 1O₁ dadurch gekennzeichnet,

daß die Komponentenmagnetschiene 22 an den nach außen weisenden Unterschienenaußenschrägen 25 seitliche Langstatoren 26 aufweist und daß diese zusammen mit den im Zugwagen 2 befestigten Tragmagneten 27 beidseitig je einen Linearmotor bilden;

12. Komponentenmagnetschiene 22 und zugehöriger Zugwagen 2 nach Ansprüchen 10 und 11,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Zugwagen 2 im oberen Schienenbereich über angetriebene Räder und/oder nichtangetriebene Rollen sowie über Kippachsen, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, verfügt oder nur über Rollen, die auf den verschiedenen Komponenten der Komponentenmagnetschiene 22 rollen und daß diese Räder und/oder Rollen hydraulisch von den Schienenkomponenten abgehoben werden, wenn die Linearmotoren den Vortrieb übernehmen und den Zugwagen 2 in der Schwebe halten;

13. Komponentenmagnetschiene 22 nach Ansprüchen 10-12, dadurch gekennzeichnet,

daß der nur durch axiale Elektromotoren 12 angetriebene Zugwagen 2 anstatt über ein auf der Unterschienenvertikalkomponente 9 laufendes Vertikalrad 7 über auf den Unterschienenschrägen 28 laufende Unterschienenschrägrollen 29 verfügt;

14. 5-Komponentenschiene 1, Komponentenmagnetschiene 22 und Zugwagen 2 nach vorstehenden Ansprüchen,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Komponentenschienen durch ein Dach 33 gem. Fig. 4 überdeckt sind;

15. Dach 33 nach vorstehendem Anspruch 14,

DR.STRUNKMANN-MEISTER T&B GmbH ..f.·..** .:. .·. "WQlffZugwagen

dadurch gekennzeichnet, daß das Dach 33 Solarzellen 34 trägt.