DE2411241A1

DE2411241A1 - Personen-schnellverkehrssystem mit mechanisch verbundenen elementen

Info

Publication number: DE2411241A1
Application number: DE2411241A
Authority: DE
Inventors: William Hinckley Avery
Original assignee: Johns Hopkins University
Current assignee: Johns Hopkins University
Priority date: 1973-03-08
Filing date: 1974-03-08
Publication date: 1974-09-26
Also published as: JPS5316970B2; FR2220408B1; US3853068A; DE2411241C3; DE2411241B2; FR2220408A1; JPS5026209A

Description

THE JOHN HOPKINS UNIVEHSITY Baltimore,'Maryland (V.St.A.)

Personen-Schnellverkehrs system mit mechanisch verbundenen Elementen

Die Erfindung betrifft Verbesserungen im städtischen und zwischenstädtischen Verkehr, insbesondere ein Stadtverkehrssystem, das auf wirtschaftliche und sozial annehmbare Weise mit zwischenstädtischen Schnellverkehrssystemen für den Personen-Massenverkehr in städtisch besiedelte Gebiete und für den Personenverkehr in solchen Gebieten, einschließlich deren zentralen Geschäftsbezirken, geeignet ist. Die Erfindung be- ' trifft einen Teil eines derartigen Stadtverkehrssystems in Form einer Anlage für den Personen-Massenverkehr in städtisch besiedelten Gebieten.

In den letzten Jahren durchgeführte Untersuchungen betreffend den städtischen und zwischenstädtischen Massenverkehr haben ergeben, dass ein Bedürfnis nach sogenannten Personen-Schnellverkehrssystemen besteht, in denen selbstangetriebene Fahrzeuge verwendet werden, die unter Steuerung durch zentrale oder der Fahrtstrecke benachbarte Steuereinrichtungen vom Ausgangspunkt ohne Zwischenhalte zum Zielpunkt fahren können. In derartigen Systemen sind an der Fahrbahn für das Fahrzeug und in diesem selbst zahlreiche Instrumente zur Steuerung der Geschwindigkeit und der Position des Fahrzeuges sowie zum Verhindern von Zusammenstößen bei einem Energieausfall oder einer Funktionsstörung im Fahrzeug erforderlich. Weitere Steuerein-

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richtungen sind erforderlich, wenn die einzelnen Fahrzeuge mit Antriebseinrichtungen versehen sind. Diese Steuereinrichtungen bedingen einen großen Teil der Installationskosten dieser Systeme. Deren Betriebskosten sind ebenfalls hoch, weil aufwendige Kontroll- tind Instandhaltungsmaßnahmen erforderlich sind, damit nicht Funktionsstörungen in Fahrzeugen oder im Steuerungssystem zum Ausfall des Systems führen können·

Die Erfindung betrifft nun ein Stadtverkehrssystem, das als Personen-Sehne llverkehrs system bezeichnet werden kann und in hohem Maße die hinsichtlich der Kosten und des Betriebes aufgetretenen Probleme beseitigt, welche die Anwendung der bekannten Systeme erschweren· Das erfindungsgemäße System besitzt eine Reihe von kleinen Fahrzeugen, beispielsweise mit Sitzen für vier Erwachsene und einer zusätzlichen Stehplatzfläche für zwei Erwachsene. Diese Fahrzeuge fahren vorzugsweise auf einer einzigen Führungsschiene von einer Station zur andern und sind dabei durch ein innerhalb der Führungsschiene angeordnetes, bewegliches, elektrisch leitfähiges Zugelement miteinander verbunden. In dem erfindungsgemäßen System sind an der Haupt-Führungsschiene keine Instrumente und in den einzelnen Fahrzeugen keine Antriebs- und Steuereinrichtungen erforderlich. Die Fahrzeuge werden auf der Hauptstrecke mittels des mechanischen Zugelements angetrieben, können aber abgekuppelt und von zentralen oder von an der Fahrbahn angeordneten Steuereinrichtungen einzeln gesteuert und mit Hilfe von Linearmotoren, die an der Haupt-Führungsschiene zugeordneten Feben-Führungsschienen angeordnet sind, einzeln angetrieben werden. Auf diese Weise werden die Fahrzeuge in Stationen gesteuert, in denen die Fahrgäste aus- und einsteigen, oder die Fahrzeuge von einer Strecke auf eine andere wechseln können, so dass eine Fahrt vom Ausgangspunkt zum Zielpunkt ohne Halt möglich ist. Die Vorteile des Personen-Schnellverkehrs werden daher erzielt, ohne dass die Fahrzeuge mit Antriebs- und Steuereinrichtungen versehen werden müssen und ohne dass die Haupt-Führungsschiene mit

Instrumenten versehen werden muß. Da der Betrieb auf der Hauptstrecke passiv ist, weil die Geschwindigkeit und der Abstand der Fahrzeuge durch das mechanische Zugelement gesteuert werden, sind die Betriebskosten beträchtlich niedriger. Das mechanische Zugelement selbst bildet die Sekundärseite mehrerer Linear-Elektromotoren, die in Abständen voneinander längs der Haupt-Führungssehiene angeordnet sind, so dass sich das Zugelement unter der Einwirkung der Primärwicklungen dieser Linear-Elektromotoren bewegt.

Zum· Ein- und Aussteigen der Fahrgäste fahren die Fahrzeuge in Stationen, in denen die Fahrzeuge entweder angehalten werden oder F^hrbänder vorgesehen sind, die ein Ein- und Aussteigen der Fahrgäste in die bzw. aus den mit gleicher Geschwindigkeit fahrenden Fahrzeuge ermöglichen, wie dies bereits beschrieben worden ist. Prinzipielle Netzauslegungen für ein Gesamtsystem gemäß der Erfindung sind ebenfalls bekannt und werden hier nicht ausführlich beschrieben. Die Erfindung vermeidet daher Schwierigkeiten und Nachteile, die mit den vorhandenen und geplanten Massenverkehrssystemen verbunden sind.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Stadtverkehrssystems, das mit üblichen technischen Mitteln und Materialien und mit relativ geringen Kosten installiert und mit geringen Kosten betrieben und instandgehalten werden kann, das ferner gefahrlos, zuverlässig, geräuscharm und im wesentlichen ohne Luftverschmutzung betrieben werden kann, das gewöhnlich auf eigenen Trassen betrieben wird und in seinem Betrieb keine Verkehrsunterbrechungen und keine großen Vorfahrtsprobleme bedingt und das infolge seines gefälligen Aussehens das Stadtbild verschönert.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Personen-Schnellverkehrssystems, das eine Fahrt vom

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Ausgangspunkt zum Zielpunkt ohne Halt ermöglicht, wobei der Betrieb auf der Hauptstrecke im wesentlichen passiv ist, weil ein sich bewegendes, mechanisches Zugelement -vorhanden ist, das die Geschwindigkeit und die Position des Fahrzeuges bestimmt, so dass an der Hauptstrecke keine Steuerung erforderlich ist«

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 schematisch das Netz eines erfindungsgemäßen Stadtverkehrssystems mit mechanisch verbundenen Fahrzeugen

Fig. 2 schaubildlich eine Haupt-Führungsschiene, die teilweise im Schnitt und weggeschnitten dargestellt ist, so dass man das Zugelement erkennt, und das das Fahrzeug tragende Laufwerk teilweise gezeigt ist

Fig. 3 in Ansicht das Laufwerk zum Verbinden eines Fahrzeuges mit dem mechanischen Zugelement, wobei das Laufwerk während der F_phrt in der aufgeschnittenen Führungsschiene dargestellt ist

Fig. 4 in Draufsicht das Laufwerk nach Fig. 3

Fig. 5 im Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 8 das Laufwerk und die Haupt-Führungsschiene

Fig. 6 im Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 8 das Laufwerk, die Haupt-Führungsschiene und die Nebenschiene

Fig. 7 schaubildlich einen Teil des erfindungsgemäßen Systems mit einer Kreuzung des Netzes gemäß Fig. 1

Fig. 8 im Schnitt den Anschluß einer Nebenschiene an die Hauptführungsschiene

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9 in Ansicht eine zweite Ausführungsform des mechanischen Zugelements·

Um den betrieblichen Anforderungen an eine bestimmte Verkehrssituation genügen zu können, ist das erfindungsgemäße System in Form eines Netzes angeordnet, das zwei Reihen von in Abständen nebeneinander parallel angeordneten Strecken in Form von endlosen Schleifen .aufweist, die von Norden nach Süden bzw. von Osten nach Westen verlaufen und einander kreuzen. Beispielsweise zeigt Fig. 1 ein Netz 10 für ein erfindungsgemäßes Stadtverkehrssystem. Das System 10 besitzt eine Reihe von Nord-Süd-Strecken 12 und eine Reihe von die Strecken 12 kreuzenden Ost-West-Strecken 14 und bedient einen zentralen Bezirk eines gedachten Stadtgebietes. Die Strecken 12 und 14 besitzen mehrere Führungsschienen 16, die an den Enden miteinander verbunden sind und für Jede Strecke eine Tragkonstruktion bilden, die parallele Längsstreckenteile aufweist, die an den Enden durch gekrümmte Endstreckenteile zu einer langgestreckten, geschlossenen, schleifenförmigen Strecke verbunden sind.

Gemäß Fig. 7 können die Schienen 16 über Bodenhöhe angeordnet sein und von Pfeilern 18 getragen werden, die längs der Strekken 12 und 14 in bekannter Weise angeordnet sind. Man kann das System 10 aber auch auf Schienen betreiben, die in Bodenhöhe oder unterirdisch verlegt sind. Die. Schienen 16 jeder Strecke 12 oder 14 enthalten ein kontinuierlich bewegtes, endloses Zugelement 20, das vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Aluminiumband mit einer Dicke von etwa 3»2 - 12,7 Β™ und einer Breite von etwa 305 nun besteht.

Das Zugelement 20 bildet in jeder Strecke 12 und 14 eine endlose Schleife und ist mit jedem Transportfahrzeug 22 lösbar verbunden. Nachstehend wird beschrieben, wie die Zugelemente 20 in den schleifenförmigen Strecken 12 und 14 umlaufen. Die Fahrzeuge 22 werden von innerhalb der Schienen 16 angeordneten, beweglichen Mitteln getragen und mittels des sich bewegenden Zugelements.20 längs der Schienen 16 bewegt, bis das Fahrzeug

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in einer nachstehend beschriebenen Weise auf eine andere Strecke gesteuert wird. '

Das in Figo 1 gezeigte Netz 10 ermöglicht einen Verkehr innerhalb eines gedachten Gebietes derart, dass dieses Gebiet für den Massenverkehr möglichst gut bedient wird. Man erkennt, dass drei im Abstand nebeneinander angeordnete schleifenförmige Hörd-Süd-Strecken 12 drei im Abstand nebeneinander angeordnete, schleifenförmige Ost-West-Strecken 14 kreuzen. Wenn man Teile jeder der Strecken 12 bzw. 14 in Abständen von drei Häuserblöcken, d.h. von etwa 1,2 km, voneinander anordnet, kann man Stationen zum Ein- und Aussteigen innerhalb des Systems 10 in regelmäßigen Abständen so vorsehen, dass sie von jeder Stelle innerhalb des von dem Netz bedienten Gebietes nur eine kurze Gehstrecke entfernt sind. In dichtbesiedelten Gebieten können die Abstände zwischen den Strecken 12 und natürlich kleiner sein. In dünnbesiedelten Gebieten oder für Spezialzwecke, beispielsweise auf öinem Flugplatz, kann man auch eine einzige Schleife ohne Kreuzungen und mit an geeigneten Stellen vorgesehenen Stationen zum Ein-: und Aussteigen verwenden.

Gemäß den Figuren 2 bis 7» insbesondere 3 und 7» sind die Fahrzeuge 22 allgemein kastenförmig und mit seitlich angeordneten Türen 24 versehen, die beim Durchfahren einer zum Ein- und Aussteigen dienenden Station automatisch geöffnet und geschlossen werden können. Jedes Fahrzeug 22 hängt mit einem vertikalen Hänger 26 von einem Laufwerk 28 herunter, das sich innerhalb der Schiene 16 bewegt. Gemäß den Figuren und 5 hat die hohle Schiene 16 ein Kastenprofil und hat sie in ihrer Bodenwand einen zentral angeordneten Längsschlitz JO, der von Flanschen 32 begrenzt ist, deren Innenflächen als Fahrbahnen 34 für Laufwerke 28 dienen. Die Fahrzeuge 22 können aus Fomjgepreßte:, oder zusammengesetzten Außen- und Innenwände besitzen, die an einem nichtgezeigten Stahlrahmen befestigt sind, mit dem der Hänger 26 einstückig ist. Jedes Fahrzeug hat eine Länge von etwa 150 cm, eine Breite von etwa 120 cm,

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eine Höhe von etwa 210 cm und eine Nutzlast von mindestens 450 kg. Derartige Fahrzeuge sind "bekannt.

Die Schiene 16 besteht vorzugsweise aus einem Stahlträger der vorstehend angegebenen Form und kann eine Höhe von etwa 56 cm und eine Breite von etwa 41 cm haben. Die genauen Abmessungen sind von den jeweiligen Anforderungen abhängige Die Schiene 16 kann wesentlich kleiner sein als die bisher für den Verkehr mit selbstfahrenden Fahrzeugen vorgeschlagenen Hängeschienen, weil die .Laufwerke 28 des erfindungsgemäßen Systems weder mit Motoren noch mit Steuereinrichtungen versehen sind und daher weniger wiegen. Innerhalb der Schiene 16 sind auf beiden Seiten ihrer Innenseitenwände Längsführungsleisteh 36 im Abstand von etwa 25 cm von der D_ecke der Schiene 16 angeordnet. Die Leisten 36 bilden Laufflächen für Räder 37» deren Zweck nachstehend angegeben wird.

Das Laufwerk 28 besitzt vier Räder 38, die auf quer angeordneten Achsstummeln 40 montiert sind, die an entgegengesetzten Enden des Laufwerks angeordnet sind, wie dies in den Biguren 2 bis 5 gezeigt ist. Horizontal angeordnete Räder 42 dienen zum Abstützen bei seitlicher Belastung und greifen an den vertikalen Innenwandungen der Schiene 16 an, wenn das Laufwerk 28 zum Kippen neigt. Zum Dämpfen des Betriebsgeräuschs können die Räder 38 und 42 mit nicht gezeigten Reifen oder Einsätzen aus einem Elastomer versehen sein. Der vertikkle Hänger 26, der am Dach jedes Fahrzeuges 22 befestigt ist, durchsetzt den Schlitz 30 im Boden der Schiene 16 und ist mit der Unterseite des Körpers des Läufwerks 28 verbunden. Der Hänger 26 kann gegebenenfalls mit dem Körper des Laufwerks 28 einstückig oder gemäß Fig. 3 an seinem oberen Ende über einen Dämpfungsmeahanismus 44 mit dem Laufwerk 28 verbunden sein. Das obere Ende des Hängers 26 endet in einem Lagerbund 46, der beweglich af einem quer angeordneten Tragzapfen 48 gelagert ist, der seinerseits von dem Laufwerk getragen wird und zwischen dessen mit Rädern versehenen Enden vorgesehen ist. An dem Bund 46 sind vorwärts und rückwärts vorstehende Seitenflügel 50 befestigt, die

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an den oberen Enden von Kolbenstangen 52 angreifen, die in Dämpferzylindern 5^· beweglich angeordnet sind. Die Zylinder 54 sind vertikal angeordnet und auf Tragplatten 56 befestigt, die von dem Laufwerk 28 an seiner Unterseite getragen werden. Die Zylinder 54- können eine übliche Dämpferfederanordnung oder eine kombinierte hydraulisch und Feder-Dämpferanordnung (nicht gezeigt) enthalten. Der Dämpfermechanismus 44· ist im wesentlichen von der in der USA-Patentschrift 3 541 962 beschriebenen Art und verhindert große Pendelschwingungen der Fahrzeuge 22. . .

Jedes Laufwerk 28 ist mit zahnartig vorstehenden Kupplungsstücken 58 versehen, die sich von seiner oberen Fläche längs der Längsachse des Laufwerks erstrecken. Die Kupplungsstücke 58 sind in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet und im Querschnitt im wesentlichen oval (siehe Fig. 4). Die Kupplungsstücke 58 greifen an einer Reihe von entsprechenden zahnartigen Kupplungsstücken 60 an, die von der Unterseite des mechanischen Zugelements 20 vorstehen. Durch den Eingriff zwischen den Kupplungsstücken 58 des Laufwerks 28 mit den Kupplungsstücken 60 des Zugelements 20 werden das Laufwerk 28 und mit ihm das Fahrzeug 22 mit dem Zugelement 20 verbunden. Das Zugelement 20 besteht im wesentlichen aus einem Aluminiumband 64, das eine Dicke von etwa 6,4 mm und eine Breite von etwa 305 nun besitzt und von den Führungsleisten 34 mit Hilfe der genannten Räder 37 getragen wird, die durch V-förmige Querachsen mit dem Zugelement 20 verbunden sind. Eine dieser Querachsen ist in den Figuren 2 und 3 bei 66 gezeigt· Man kann zum Beispiel die Räder 36 paarweise in Abständen von etwa 300 cm an dem Zugelement 20 anbringen. In den untersten 5 cm der Höhe des Aluminiumbandes 64 kann dieses zu seiner Versteifung eine Verdickung besitzen, wie sie beispielsweise in Fig. 5 bei 68 dargestellt ist. Das aus elektrisch leitendem Material bestehende Zugelement 20 bildet in dieser anhand der Fig. 1 beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung eine endlose Schleife. Das Zugelement 20 stellt die Sekundärseite von Linear-Eläsfcromotoren 70 dar, von denen einer am besten in den Figuren 2 und

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5 gezeigt ist'. Die Primärspulenanordnungen 72 der Linear-Elektromotoren 70 sind innerhalb der Schiene 16 in deren Längsrichtung in Abständen voneinander angeordnet und an der Innenfläche der Schienendecke befestigt. Bei einer Fahrzeugdichte von 62 Fahrzeugen pro km und Geschwindigkeiten bis zu 12,2 m/sek genügt es, wenn die Primärseiten der Motoren insgesamt eine Länge von etwa 11,4 pro km Schienenlänge besitzen. Man kann die Primärspulenanordnung 72 von jeder zweckmäßigen Stromquelle, beispielsweise einem Generator 15, speisen. Mit bekannten Linear-Elektromotoren kann man die den Primärspulenanordnungen 72 zugeführte elektrische Energie mit einem Wirkungsgrad von bis zu 85% in Antriebskraft umwandeln. Das als Sekundärseite der Linear-Elektromotoren verwendete Zugelement 20 läuft kontinuierlich in Form einer Schleife um, z.B. längs einer der in Fig· 1 gezeigten Strecken 12 und 14, und übt auf die mechanisch mit dem Zugelement 20 verbundenen Fahrzeuge 22 eine Antriebskraft aus.

Infolgedessen laufen die mit dem Zugelement 20 mechanisch verbundenen Fahrzeuge 22 längs der schleifenförmigen Hauptstrecken 12 und 14 in Fig. 1 van... Da das System längs der Hauptstrecken passiv betrieben wird und das mechanische Zugelement 20 die Abstände und die Geschwindigkeit der Fahrzeuge 22 steuert, werden die Kosten des Personenschnellverkehrs stark herabgesetzt. Durch eine Neigung der Führungsschiene 16 wird der Betrieb des Systems nicht beeinträchtigt, da Unebenheiten des Geländes im allgemeinen keine Veränderungen des Ausbaus der Führung oder des Zugelements bedingen.

Zum Einfahren in Stationen oder zum Streckenwechsel müssen die Fahrzeuge 22 von dem Zugelement 20 abgekuppelt werden. Die zu . diesem Zweck vorgesehenen Einrichtungen sind in den Figuren 2-4 gezeigt. Das ein Fahrzeug 22 tragende Laufwerk 28 wird von dem Zugelement 20 abgekuppelt und auf eine Nebenschiene für einen Streckenwechsel oder für eine Station gefahren und danach von

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in dieser Nebenschiene angeordneten Linear-Elektromotoren angetrieben. In den Figuren 2, 3» 4 und 6 sind an den Laufwerken 28 vorgesehene Einrichtungen gezeigt, die dazu dienen, das Laufwerk von dem Zugelement 20 abzukuppeln. Die Figuren 7 und 8 zeigen die Ausbildung einer Neben-Führungssehiene,welche die Fahrzeuge 22 für einen Streckenwechsel oder zum Einfahren in eine Station benutzen.

Jetzt sei auf die Figuren 6 und 8 sowie weiter auf die Figuren 2, 3 und 4 hingewiesen. Es ist ein Umlenkmechanismus 75 vorgesehen, der von einem Träger 77 im Abstand vor dem vorderen Ende des Laufwerks 28 gehalten wird und auf dem auf jeder Seite eine leitende Platte 74 befestigt ist, die aus einem kurzen Metallstreifen mit Rechteck-Vollprofil besteht. Beim Fahren auf einer Hauptstrecke steht das Laufwerk 28 über seine Kupplungsstücke 58 und die Kupplungsstücke 60 des Zugelements 20 mit diesem im Eingriff. Dabei wird eine Seitwärtsbewegung des Laufwerks 28 in der Schiene durch die Räder 42 verhindert, die an den Innenseitenflächen der Schiene 16 angreifen, und durch Führungsräder'79» die auf einander entgegengesetzten Seiten an dem verdickten unteren Teil des Zugelements 20 angreifen. Die Führungsräder 79 sind durch eine Vorrichtung, welche auch die nachstehend beschriebene Umlenkeinrichtung 75 umfaßt, mechanisch betätigbar.

Bei der Annäherung des Laufwerks an die Abzweigung 76 einer NebensdiLene 78 (siehe Fig. 8) kann das Laufwerk ohne weiteres seitwärts von dem Zugelement 20 abgekuppelt werden, indem auf das Laufwerk eine starke Seitwärtskraft ausgeübt wird. In der dargestellten Ausführungsform wird diese Kraft durch eine Primärspulenanordnung 80 ausgeübt, die auf der Nebenschiene 78 montiert ist und die eingeschaltet wird, wenn ein Laufwerk 28 von der Hauptstrecke ausfahren soll. Zu diesem Zweck ist in der Nebenschiene 78 ein Schaltfühler 81 vorgesehen, dessen Ausbildung und Wirkungsweise bekannt sind und daher hier nicht ge-

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nauer beschrieben werden. Die Primärspulenanordnung 80 und eine sekundärseitige Platte 29 ₅ die sich längs der Seite des Laufwerks erstrecken, wirken in der vorstehend beschriebenen Weise als Linear-Elektromotorc Jedes Laufwerk 28 ist auf "beiden Seiten mit je einer Platte 29 versehen. Die auf das Element 74- einwirkende magnetische Kraft der Primärspulenanordnung 80 bewegt eine Verriegelungseinrichtung 82 derart, dass ein Führungsrad 84- in eine Nut 86 eingeführt wird, die in der Nebenschiene 78 ausgebildet und von der äußeren Innenfläche dieser Schiene und einer in der Schiene 78 angeordneten Sicherheitsschiene 88 begrenzt ist (siehe Pig. 6 und 8).

Wenn die Primärspule 80 das plattenförmige Element 74- anzieht, bewirkt dieses, dass die Verriegelungseinrichtung 82 das Führungsrad 84- auf jener Seite des Laufwerks 28 anhebt, auf der das Element 74- von der Spule 80 angezogen worden ist. Gleichzeitig wird das an der entgegengesetzten Seite des Zugelements 20 angreifende Führungsrad 79 gesenkt, so dass dieses Rad 79 von dem Zugelement abgerückt wird und das Laufwerk 28 zu der Spule 80 hin seitwärtsbewegt werden kann. Die Bewegung des Laufwerks 28 zu der Nebenschiene 78 hin wird sowohl durch die auf die sekundärseitige Platte 29 ausgeübte Anziehungskraft der Spule 80 als auch durch die von dem Führungsrad 84· auf die Sicherheitsschiene 88 ausgeübte, mechanische Kraft bewirkt.

Wenn nach Einleitung eines Streckenwechsels der Strom ausfällt, erzwingt die von dem Führungsrad 84- auf die Sicherheitsschiene ausgeübte, mechanische Kraft den Streckenwechsel des Laufwerks 28.. Man kann bei einer Störung des Systems das Fahrzeug 22 auch zwingen, auf der Hauptstrecke zu bleiben. Zum Einfahren eines Fahrzeuges, 22 von einer Nebenschiene 78 auf eine Haupt-Führungsschiene 16 werden die vorstehend beschriebenen, zum Ausfahren dienenden Vorgänge in der umgekehrten Reihenfolge durchgeführt. Durch die allgemein ovale Form der Kupplungsstücke 58 des Laufwerks 28 und der Kupplungsstücke 60 des Zugelements 20 werden das Ausrücken aus dem Zugelement 20 und das Wiedereinrücken in dasselbe erleichtert. Wenn das Fahrzeug 22

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auch zwingen, auf der Hauptstrecke zu "bleiben. Zum Einfahren eines Fahrzeuges 22 von einer Nebenschiene 78 auf eine Haupt-Führungsschiene 16 werden die "vorstehend "beschriebenen, zum Ausfahren dienenden Vorgänge in der umgekehrten Reihenfolge durchgeführt. Durch die allgemein ovale Form der Kupplungsstücke des Laufwerks 28 und der Kupplungsstücke 60 des Zugelements werden das Ausrücken aus dem Zugelement 20 und das Wiedereinrücken in dasselbe erleichtert. Wenn das Fahrzeug 22 auf der Uebenschiene 78 fährt, entweder zu einer Station oder gemäß Fig. 7 "von einer Hauptstrecke auf eine zweite, wird es von LinearJElektromotoren 90 angetrieben, die in der Schiene 78 angeordnet sind. Die Primarspulenanordnung dieser Motoren 90 ist. an der Schiene 78 befestigt, und das Sekundärglied dieser Motoren wird von den an den Laufwerken 28 befestigten, sekundärseitigen Platten 29 gebildet.

In eine nicht gezeigte Station eingefahrene Fahrzeuge 22 können zum Ein- und Aussteigen von Fahrgästen angehalten werden, oder die Fahrgäste können über Fahrbänder bei fahrenden Fahrzeugen ein- und aussteigen. Beim Ausfahren der Fahrzeuge 22 von der Haupt-Führungsschiene 16 soll kein unangenehmer Stoß und keine starke seitliche Beschleunigung auftreten. Daher muß sich die Krümmung der Bewegungsbahn des Laufwerks 28 allmählich ändern, wobei der Krümmungsradius höchstens so groß ist wie das Quadrat der Fahrzeuggeschwindigkeit geteilt durch eine Beschleunigung von 152 cm/sek2. Nach dem Abzweigen soll die Nebenschiene 78 parallel zu der Haupt-Führungsschiene 16 verlaufen, und zwar in einem seitlichen Abstand von ihr, der etwas größer ist als die Breite eines Fahrzeuges 22. Infolgedessen ist eine S-Kurve erforderlich, wie dies in der Technik bekannt ist. Beim Einmünden einer Nebenschiene 78 in eine Hauptstrecke muß die Krümmung angesichts der zu erwartenden Beschleunigung eines Fahrzeuges 22 so gewählt werden, dass das einfahrende Fahrzeug nicht von einem nachfolgenden F_ahrzeug auf dem Zugelement 20 überholt wird, ehe das einfahrende Fahrzeug mit dem Zugelement gekuppelt wird. Das Verlangsamen der Fahrzeuge nach ihrem Abkuppeln von dem Zugelement 20 der Hauptstrecke und das Beschleunigen der Fahrzeuge auf die Geschwindigkeit der Hau^strecke

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vor dem Einfahren in diese erfolgen durch die Linear-Elektromotoren 90 in den Nebenschienen 78 und werden in bekannter W_eise von zentralen oder an der Fahrstrecke angeordneten Recheneinrichtungen gesteuert. Steuereinrichtungen sind daher nur in den ÜTebenschienen 78 erforderlich und werden in an sich bekannter Weise von zentralen oder an der Fahrstrecke angeordneten Recheneinrichtungen gesteuert.- In dem größten Teil des Systems, auf den Hauptstrecken, arbeitet dieses passiv.

Die Wärmedehnung des Zugelements 20 kann ähnlich wie bei den bekannten Seilsystemen aufgenommen werden, indem man das Zugelement durch Gewichte gespannt hält. Man kann auch gemäß Figo9 ein Zugelement 20 verwenden, das aus Teilstücken 100 besteht, von denen jede am einen Ende einen im wesentlichen dreieckigen Fortsatz 102 und am entgegengesetzten Ende eine dreieckige Vertiefung 104 besitzt. Die Fortsätze 102 der Teilstücke 100 greifen lose in die Vertiefungen 104 der benachbarten Teilstücke ein. Zum Zusammenhalten der- Teilstücke ist ein Halteelement 106 vorgesehen, das je zwei Streifen aufweisen kann, die sich längs der entgegengesetzten Seiten der Teilstücke erstrecken und an ihnen befestigt sind und die aus Invar bestehen, einem handelsüblichen Material, das von der Firma E.I. DuPont de Nemours Corporation hergestellt wird und sich praktisch nicht ausdehnt. An dem Halteelement 106 sind für jedes Teilstück 100 zwei Räderpaare 108 angebracht, so dass das unterteilte Zugelement 20 eine maximale Querstabilität hat. Die Ausdehnung der Teilstücke 100 wird daher durch das Spiel zwischen den Fortsätzen 102 und den Vertiefungen 104 von einander benachbarten Teilstücken aufgenommen. Man kann die Fortsätze 102 und die Vertiefungen 104 natürlich in Form von verschiedenartigen komplementären geometrischen Formen, beispielsweise von Federn und Nuten, ausbilden.

Vorstehend wurde angegeben, dass das Fahrzeug 22 an einer erhöht angeordneten Schiene hängt, doch können die Schienen des erfindungsgemäßen Systems auch in Bodenhöhe oder unter Bodenhöhe angeordnet sein. In diesem Fall ist das Laufwerk 28 natürlich unter

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dem die Fahrgäste aufnehmenden Teil des Fahrzeuges 22 angeordnet und erstrecken sich die Eupplungsstucke 58 des Laufwerks abwärts zum Eingriff zwischen aufwärtsgerichtete Kupplungsstücke 60 eines mechanischen Zugelements 20, das sich in einer in oder unter Bodenhöhe verlegten Führungsschiene 16 bewegt. Das Zugelement 20 kann ferner anstelle der Stützräder 37 eine magnetische Abstützung besitzen. Im Rahmen des Erfindungsgedankens können somit die Ausführungsbeispiele abgeändert werden.

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Claims

Patentansprüche:

Il Verkehrssystem mit mindestens einem Fahrzeug und einer das ^—'_ Fahrzeug tragenden und führenden Führungsschiene, gekennzeichnet durch ein längs der Führungsschiene bewegbares mechanisches Zugelement und im Bereich der Führungsschiene angeordnete Mittel zum Herstellen einer induktiven Kopplung mit dem beweglichen mechanischen Zugelement derart, dass dieses längs der Führungsschiene bewegt wird, wobei das mechanische Zugelement lösbar mit dem Fahrzeug verbunden und zum Bewegen desselben längs der Führungsschiene geeignet ist ο

2. Anordnung zum mechanischen Verbinden und Antreiben von Fahrzeugen zum Transport von Fahrgästen, gekennzeichnet durch eine Führungsschiene, eine kontinuierlich bewegtes mechani-

, sches Zugelement, das sich längs der Führungsschiene erstreckt, längs derselben bewegbar ist und aus elektrisch leitendem Material besteht, mehrere Laufwerke, die mit je einem der Transportfahrzeuge verbunden und längs der Führungsschiene bewegbar sind, Mittel zum lösbaren Kuppeln des mechanischen Zugelements mit den einzelnen Laufwerken an Stellen, die in der Längsrichtung des Zugelements in Abständen voneinander angeordnet sind, Mittel zum Herstellen einer induktiven Kopplung mit dem leitenden mechanischen Zugelement und Mittel zum Speisen der zuletztgenannten Mittel -mit elektrischer' Energie, so dass die genannten Mittel und das Zugelement die Primär- bzw. die Sekundärseite eines Linear-Elektromotors bilden und daher das Zugelement und die mechanisch mit ihm gekuppelten Fahrzeuge relativ.zu der Schiene in deren Längsrichtung bewegt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene hohl und im Innenquerschnitt im wesentlichen rechteckig ist und einander zugekehrte Wände besitzt, dass das mechanische Zugelement in der Schiene geschützt angeordnet ist und sich in deren Längsrichtung etwas unterhalb einer

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der genannten Wände erstreckt, dass die dieser einen Wand entgegengesetzte Wand einen Längsschlitz "besitzt, der von Flanschen der Schiene begrenzt ist, und dass diese !Flansche ebene Flächen haben, die Laufbahnen für die sich relativ zu der Schiene bewegenden Laufwerke bilden·

M-o Anordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch innerhalb der Schiene angeordnete Führungen und auf diesen rollende, an dem mechanischen Zugelement vorgesehene Räder.

5o.Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufwerke in der Schiene geschützt untergebracht sind und an den Laufwerken Räder vorgesehen sind, die an den ebenen Innen flächen der Flansche der Schiene angreifen.

6. Anordnung nach Anspruch 5> gekennzeichnet durch im Boden verankerte Pfeiler, welche die Führungsschiene auf einem mäßig erhöhten Niveau so tragen, dass sich die Schiene im wesentlichen horizontal bzw. parallel zum Boden erstreckt, durch Hänger, die sich von je einem der Laufwerke durch den Schlitz abwärts erstrecken und mit je einem der Transportfahrzeuge verbunden sind, und durch Dämpfungsmechanismen, welche das obere Ende je eines Hängers mit dem zugeordneten Laufwerk verbinden und Pendelschwingungen des Fahrzeuges dämpfen.

7.. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Zugelement eine endlose Schleife bildet und im Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist und seine Höhe beträchtlich größer ist als seine Breite.

8. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Zugelement in seinem unteren Teil verdickt und dadurch gegen eine Verdrehung versteift ist.

9· Anordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch innerhalb der Schiene angeordnete Führungen und durch Achsen, die den verdickten unteren Teil des mechanischen Gestänges quer

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quer durclisetzeii und mit auf den Führungen rollenden Rädern versehen sind.

10.Anordnung nach. Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, dass die erstgenannten Mittel zahnartige Vorsprünge an den Laufwerken und zahnartige Hippen an dem mechanischen Zugelement aufweisen und dass die Torsprünge und Rippen zum Kuppeln der Laufwerke mit dem Zugelement ineinandergreifen.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Laufwerk mit seitlich angeordneten Rädern versehen ist, die bei einer Seitwärtsverschiebung des Laufwerks an Seitenwänden der Führungsschiene angreifen.

12. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine von der Führungsschiene wegführende Nebenschiene, die mit einer Umlenkeinrichtung versehen ist, die dazu dient, ein Laufwerk aus dem mechanischen Zugelement auszurücken und auf die Nebenschiene zu lenken.

15- Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass . jedes Laufwerk mit einem plattenförmigen Streifen aus leitendem Material versehen ist und die Umlenkeinrichtung elektrisch leitende Spulen besitzt, die an der Nebenschiene an deren Abzweigung von der Führungsschiene angeordnet sind, dass Mittel vorgesehen sind, die zum Zuführen von elektrischer Energie zu den an der Nebenschiene angeordneten Spulen, dienen, wenn der Streifen des Laufwerks diesen Spulen gegenüberliegt, und eine Einrichtung zur Steuerung der Energiezuführung zu den an der Nebenschiene angeordneten Spulen derart, dass den Spulen elektrische Energie nur zugeführt wird, wenn das Laufwerk auf die Nebenschiene umgelenkt werden soll.

Anordnung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein an dem Laufwerk vorgesehenes Führungsrad, durch eine Umlenk-Sicherheitsschiene, die an der Nebenschiene auf deren Außenseite angeordnet ist" und mit ihr einen Schlitz oder

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eine Nut bildet und durch eine Einrichtung zum Einführen des Führungsrades in den Schlitz oder die Nut· zwischen der Sicherheitsschiene und der Nebenschiene bei betätigter Umlenkeinrichtung, so dass das Laufwerk formschlüssig aus dem mechanischen Zugelement ausgerückt wird, wenn die Umlenkeinrichtung infolge einer Störung zum vollständigen Ausrücken, des Laufwerks aus dem Zugelement nicht imstande ist.

15-Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ein mittels der letztgenannten Einrichtung mit dem erstgenannten Führungsrad verbundenes Führungsrad, das zum Angriff an dem mechanischen Zugelement bewegbar ist, wenn das erstgenannte Führungsrad nicht in den Schlitz oder die Nut zwischen der Sicherheits-Umledschiene und der Nebenschiene eingeführt wird.

16. Anordnung zum mechanischen Verbinden und Antreiben von Personentransportfahrzeugen,gekennzeichnet durch eine Führungsschiene, ein mechanisches Zugelement, das längs der Führungsschiene bewegbar ist, aus elektrisch leitendem;Material besteht und im Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist, wobei die Höhe des Zugelements beträchtlich größer ist als seine Breite und das Zugelement ferner in s'einem unteren Teil zwecks Erhöhung seiner Torsionssteifheit verdickt ist, ferner durch mehrere Laufwerke, die längs der Führungsschiene bewegbar und mit Je einem der Transportfahrzeuge verbunden sind, durch. Einrichtungen zum lösbaren Verbinden des mechanischen Zugelements mit je einem der Laufwerke an in der Längsrich-tung des Zugelements in Abständen voneinander angeordneten Stellen, durch dem leitenden mechanischen Zugelement gegenüberliegende Mittel zum Herstellen einer induktiven Kopplung mit dem Zugelement derart, dass dieses längs der Führungsschiene bewegt wird, und durch Mittel zum Zuführen von elektrischer Energie zu den zuletztgenannten Mitteln derart, dass diese und das Zugelement als die Primär- bzw. die Sekundärseite eines Linear-Elektromotors wirken, so dass das Zugelement und die mechanisch mit ihm verbundenen Fahrzeuge

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in der Längsrichtung der Schiene relativ zu ihr bewegt werden.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Herstellen einer induktiven Kopplung mit dem Zugelement elektrisch leitende Spulen besitzen.

18. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene aus mindestens zwei Teilen besteht, von denen sich der eine von dem anderen Teil weg in einer anderen Richtung erstreckt als dieser, der erstgenannte Teil eine Nebenschiene aufweist, das mechanische Zugelement sich längs des an zweiter Stelle genannten Teils bewegt und die Anordnung ferner aus leitendem Material bestehende, plattenför- " mige Streifen an je einem der Laufwerke aufweist, sowie elektrisch leitende Spulen, die an der Nebenschiene an der Stelle ihrer Abzweigung ..von dem anderen genannten Teil der Führungsschiene angeordnet sind, Mittel zum Zuführen von elektrischer Energie zu den an der Nebenschiene angeordneten Spulen, wenn der an einem Laufwerk angeordnete Streifen diesen Spulen gegenüberliegt, und Mittel zur Steuerung der Zuführung von elektrischer Energie zu den an der Nebenschiene angeordneten Spulen, so dass diesen elektrische Energie nur zugeführt und daher das Laufwerk aus dem mechanischen Zugelement nur ausgerückt wird, wenn das Laufwerk auf die Nebenschiene fahren sollo

19v> Anordnung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch ein an dem Laufwerk vorgesehenes Führungsrad, durch eine Umlenk-Sicherheitsschiene, die an der Nebenschiene auf deren Außenseite angeordnet ist und mit ihr einen Schlitz oder eine Nut bildet und durch eine Einrichtung zum Einführen des Führungsrades in den Schlitz oder die Nut zwischen der Sicherheitsschiene und der Nebenschiene bei Zuführung von elektrischer Energie zu den elektrisch leitenden Spulen, so dass das Laufwerk formschlüssig aus dem mechanischen Zugelement ausgerückt wird, wenn die Umlenkeinrichtung infolge einer Störung zum vollständigen Ausrücken des Laufwerks aus dem Zugelement nicht imstande ist. 409839/0292

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20. Anordnung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch ein mittels der letztgenannten Einrichtung mit dem erstgenannten Führungsrad verbundenes Führungsrad, das zum Angriff an dem mechanischen Zugelement bewegbar ist, wenn das erstgenannte Führungsrad nicht in den Schlitz oder die Nut zwischen der Sicherheits-Umlenkschiene und der Nebenschiene eingeführt wird.

21. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erstgenannten Mittel zahnartige Vorsprünge an den Laufwerken und zahnartige Rippen an dem mechanischen Zugelement aufweisen und dass die Vorsprünge und Rippen zum Kuppeln der Laufwerke mit dem Zugelement ineinandergreifen.

22. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Laufwerk mit seitlich angeordneten Rädern versehen ist, die bei einer Seitwärtsverschiebung des Laufwerks an Seitenwänden der Führungsschiene angreifen.

23« Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Zugelement mehrere hintereinander und mit Abständen zwischen einander benachbarten Teilstücken angeordnete Teilstücke besitzt, die ais elektrisch leitendem Material bestehen, hintereinander und mit Abständen zwischen einander benachbarten Teilstücken angeordnet sind, und durch Mittel, welche die genannten Teilstücke miteinander längs der Führungsschiene fluchtend halten.

24. Anordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zuletztgenannten Mittel eine Halterung umfassen, die sich zwischen einander benachbarten Teilstücken erstreckt.

25· Anordnung zum mechanischen Verbinden und Antreiben von Personentransportfahrzeugen, gekennzeichnet durch eine Führungsschiene, durch ein mechanisches Zugelement, das im wesentlichen längs der Führungsschiene bewegbar ist, durch dem

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mechanischen Zugelement zugeordnete Mittel zum Herstellen einer induktiven Kopplung mit dem Zugelement derart, dass das Zugelement längs der Führungsschiene angetrieben wird, und durch an je einem der Fahrzeuge vorgesehene Einrichtungen zum lösbaren Verbinden der Fahrzeuge in Bewegung befindlichen mit dem mechanischen Zugelement an in dessen Längsrichtung in Abständen voneinander angeordneten Stellen.

26. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass an einer ersten Steuerungsstelle längs der Führungsschiene eine Einrichtung zum Zusammenbringen des mechanischen Zugelements und der zuletztgenaniten Einrichtung an einem von dem Zugelement anzutreibenden Fahrzeug vorgesehen ist.

27· Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass im Abstand von der ersten Steuerungsstelle eine an einer zweiten Steuerungsstelle an der Schiene eine Einrichtung vorgesehen ist, die zum Trennen des Zugelements von der zuletztegenannten Einrichtung an einem Fahrzeug dient.

ο Verkehrssystem mit mindestens einem Fahrzeug und einer das Fahrzeug tragenden und führenden Führungsschiene, gekennzeichnet durch ein längs der Führungsschiene bewegbares mechanisches Zugelement und im Bereich der Führungsschiene angeordnete Mittel zum Herstellen einer induktiven Kopplung mit dem beweglichen mechanischen Zugelement derart, dass dieses längs der Führungsschiene bewegt wird, wobei das mechanische Zugelement lösbar mit dem Fahrzeug verbunden und zum Bewegen desselben längs der Führungsschiene geeignet, wobei an dem Fahrzeug eine Einrichtung vorgesehen ist, die zum lösbaren Verbinden des Fahrzeuges mit. dem mechanischen Zugelement während dessen Bewegung längs der Führungsschiene dient.

29. Verkehrssystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass an einer ersten Steuerungsstelle längs der Führungsstelle eine Einrichtung zum Zusammenbringen des Zugelements

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und der zuletztgenannten Einrichtung an einem von dem Zugelement anzutreibenden Fahrzeug vorgesehen ist, wobei das Zugelement und die zuletztgenannte Einrichtung während der Bewegung des Zugelements längs der Führungsschiene zusammengebracht werden.

30. Verkehrs system nach Anspruch 29 > dadurch gekennzeichnet, dass an einer ersten Ste.uerungsstelle längs der Führungsschiene eine Einrichtung zum Zusammenbringen des mechanischen Zugelements und der zuletztgenannten Einrichtung an einem von dem Zugelement anzutreibenden Fahrzeug vorgesehen ist, wobei das Zugelement und die zuletztgenannte Einrichtung während der Bewegung des Zugelements getrennt werden.

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