RS50608B - Jednošinsko vozilo - Google Patents

Abstract

Jednošinsko vozilo koje se sastoji od kabine za vozača, putnike i/ili teret i jednog ili više pogonskih sklopova, gde su pogonski sklopovi predviđeni za kretanje po šini postavljenoj na tlu, a kabina povezana bar sa jednim pogonskim sklopom (6,7) pomoću izdužene podizne konstrukcije (4), karakterisano time da se izdužena podizna konstrukcija (4) može aktivirati radi promene visine kabine (2) u odnosu na tlo tokom normalnog kretanja vozila. Prijava sadrži 1+9 patentnih zahteva.

Description

JEDNOŠINSKO VOZILO

Opis pronalaska

Predmetni izum odnosi se na jednošinsko vozilo koje se sastoji od kabine za vozača, putnike i/ili teret i jednog ili više pogonskih sklopova, gde su pogonski sklopovi predviđeni za kretanje po šini postavljenoj na tlu, a kabina povezana bar sa jednim pogonskim sklopom pomoću izdužene podizne konstrukcije.

Opis stanja tehnike

Kao rešenje za masovni prevoz, alternativa koja je već široko poznata po svojoj relativnoj jednostavnosti leži u upotrebi jednošinskih sistema, u kojima se vozilo slično vozu kreće po jednoj šini.

Poznata su tri osnovna tipa jednošinskih vozila: vozilo koje visi ispod šine, vozilo koje visi bočno na šini i vozilo koje se kreće po šini. Izraz 'šina' ovde je upotrebljen da označi svaku statičnu izduženu konstrukciju koja je usmeravajući i noseći element za kretanje vozila.

Tip jednošinca koji visi ispod šine opisan je, na primer, u patentima US 5,074,220, US 5,027,712 i US 6,688, 235. U ovom sistemu, vozilo se kreće ispod šinske konstrukcije, pri čemu je vagon zakačen za šinu pomoću spojnih sklopova, čiji je donji kraj pričvršćen za kabinu vozila, a na gornjem kraju se nalaze valjčani i pokretački uređaji za prenos vozila duž šine. U ovom sistemu neophodno je izgraditi uzdignutu konstrukciju koja će nositi šinu, na visini koja u najmanju ruku premašuje visinu samog vozila.

Tip jednošinca koji okačen bočno na šinsku konstrukciju opisan je, na primer, u patentu US 4,694,064. U ovom slučaju, vozilo podrazumeva bočnu konstrukciju pričvršćenu na šinu, koja se sastoji od nosećeg kraka povezanog sa pogonskim sklopom. Točkovi pogonskog sklopa kreću se unutar bočne šinske konstrukcije. Šinska konstrukcija sastoji se od građevinske konstrukcije u obliku slova T, uzdignute u odnosu na ravan tla. Tip jednošinca koji se kreće po šinama opisan je, na primer, u patentima US 4,996,928, US 5,845,581 i US 6,182,576, i u ruskom patentu RU 2,146,627. Kod ovih modela šina se pruža ispod sredine vozila, i vozilo se kreće na točkovima po njoj.

Varijacija ovog poslednjeg tipa opisana je u patentu GB 1,529,060, i posebno u patentu US 3,838,648, gde su pokretački točkovi jednošinskog vozila potpuno usađeni unutar šine. U prvom slučaju, točkovi leže unutar kanala u obliku slova U u šini koji je otvoren naviše, dok je u drugom slučaju sličan kanal zatvoren s gornje strane izuzev uskog proreza kroz koji prolazi spojni element tela vozila i pogonskog sklopa koji se nalazi unutar kanala.

Još jedna varijacija jednošinskog vozila opisana je u patentima US 5,456,183 i 6,012,396. Prema ovoj varijaciji, koristi se prostor na javnim saobraćajnicama na visini koja je u najmanju ruku dovoljna da putnička vozila prolaze direktno ispod jednošinskog vozila ili bar blizu njega, čime se postiže ušteda prostora na saobraćajnicama i dobija minimalno uzdignuta konstrukcija.

Kod jednog broja opisanih modela, pored vertikalnih točkova za upravljanje i kretanje vozila, predviđeni su i poprečni i nagnuti pomoćni točkovi koji treba da obezbede bolju ravnotežu vozila i da spreče njegovo spadanje sa šine.

U patentu GB 1,376,119 opisan je još jedan sistem, posebno pogodan za gradske prostore s malo mesta za dodatna prevozna sredstva. Ovaj patent predstavlja transportni sistem u kom je kabina jednošinskog vozila nepromenljtvo uzdignuta vertikalnim nosačima. Iako ovaj sistem dozvoljava standardnim vozilima da se kreću ispod kabine jednošinca, zauzimajući minimum prostora na nivou tla, njim se takođe eliminiše potreba za nepokretnim uzdignutim građevinskim konstrukcijama koje podrazumevaju veće troškove gradnje i menjaju izgled okoline.

Postoji bezbroj drugih prevoznih sistema koji daju rešenja za promenu visine kabine. Patentna prijava UK2,305/645, na primer, predviđa tip jednošinskog sistema koji putuje ispod nepomične uzdignute konstrukcije već opisanog tipa, ali se može spustiti do nivoa tla radi ukracavanja i iskrcavanja putnika. Ovaj sistem takođe predviđa da kabina može da počne da se spušta malo pre zaustavljanja da bi se smanjilo ili eliminisalo nevertikalno ubrzanje koje deluje na putnike.

Nekoliko drugih nemonošinskih sistema takođe daju rešenja za promenu visine kabine, kao što su vozila opisana u WO 02/53454 i u nemačkim upotrebnim modelima DE 202 09 077 Ul i DE 202 08 510 Ul.

U svim ovim sistemima sa promenljivom visinom, kabina se prilikom vožnje nalazi na određenoj visini i diže se ili spušta radi ukrcavanja ili iskrcavanja putnika.

Nedostaci prethodnih rešenja

Uprkos prednostima predstavljenim u svakom opisanom tipu jednošinskih vozila, rešenja predviđena za rešavanje saobraćajnih problema, naročito u velikim gradovima, i dalje zahtevaju relativno složene radove u slučaju nadvoznih puteva, bilo da se vozilo kreće ispod šine ili iznad šine, u oba slučaja na uzdignutoj konstrukciji.

U slučajevima gde su primenjeni standardni modeli sa šinom na tlu, vozilo zauzima saobraćajnu traku, što može da pogorša uslove protoka drugih vozila i poveća problem zagušenja saobraćaja u velikim gradovima.

Sistem kojim je predviđeno jednošinsko vozilo s nosačima ima nedostatak u tome što se može dogoditi da na saobraćajnoj trasi postoje prepreke za prolazak uzdignutog vozila. Pored toga, uzdignuto vozilo izaziva brigu u pogledu stabilnosti pri većim brzinama.

Kratak opis izuma

Predmetni izum ima za cilj da obezbedi prevozni sistem, naročito pogodan za velike gradove, zasnovan na konceptu jednošinskog vozila, ali takav da eliminiše potrebu za složenim građevinskim radovima na visećim saobraćajnicama, i istovremeno sprečava zauzeće saobraćane trake za potrebe jednošinskog vozila.

Prema predmetnom izumu, ovaj cilj se postiže pomoću jednošinskog vozila koje se kreće na šini postavljenoj na tlu, naročito takvoj koja je u obliku kanala. Izum je karakterisan time da je moguće aktivirati izduženu podiznu konstrukciju kojom se tokom normalnog kretanja vozila menja visina kabine u odnosu na tlo.

Na ovaj način, za razliku od sistema GB 1,367,119, kabina može da se kreće na različitim visinama, a za razliku od poznatih vozila sa mogućnošću promene visine, nije predviđeno da se spušta i podiže samo prilikom ukrcavanja i iskrcavanja putnika, čime ovo rešenje odlikuju prednosti koje će biti objašnjenje u daljem tekstu, na osnovu poželjnih ustrojstva prikazanih na crtežima.

Kratak opis crteža

Ovde prikazani izum će sada biti detaljnije opisan na osnovu njegovih ustrojstava prikazanih na crtežima. Slike prikazuju: - Slike 1 i 2 su bočni i prednji šematski prikazi jednošinskog vozila koje je predmet ovog izuma u njegovom najvišem položaj, prikazanog u razmeri sa standardnim putničkim vozilima; - Slike 3 i 4 su šematski prikazi jednošinskog vozila u srednje visokom položaju; - Slike 5 i 6 su bočni šematski prikazi jednošinskog vozila u najnižem položaju - Slika 7 je šematski prikaz odozgo, delimično dat u vidu preseka, s pojedinostima zglobnog učvršćenja pivota u makazama; - Slika 8 je frontalni presek ustrojstva sa stabilizatorskim horizontalnim točkovima; - Slika 9 je frontalni šematski presek ustrojstva sa aktivnim vešanjem; - Slika 10 je takođe frontalni šematski presek ustrojstva gde se prikazuje kanal s nagibom; - Slika 11 je šematski frontalni presek ustrojstva kod koga je kanal u potpunosti izgrađen iznad nivoa tla; - Slika 12 je šematski frontalni presek ustrojstva kod koga se kanal nalazi na uzdignutoj strukturi kao što je most ili nadvožnjak.

Detaljni opis slika

Kao što je prikazano na slici 1, vozilo 1 predmetnog izuma u suštini se sastoji od kabine 2 i određenog broja pogonskih sklopova 6, 7 koji se kreću unutar kanala 8. Kabina može biti podeljena na dva, tri ili više zglobnih segmenata, sa rasteznim spojem 3 koji povezuje dva susedna segmenta kabine. Svaki pogonski sklop sastoji se od najmanje jednog para točkova 7, poželjno je od dva ili više parova, a najmanje jedan sklop opremljen je motorom 6, poželjno je električnim motorom, za pokretanje točkova 7.

Kao što se može videti na slikama 1 do 6, karakterističan element vozila 1 predmetnog izuma je u to da kabina 2 vozila može normalno da se kreće na različitim visinama. Poželjno je da na maksimalnoj visini (slike 1 i 2) kabina leži približno na 3,5 metara od nivoa tla. Na srednjoj visini (slike 3 i 4), kabina poželjno leži približno na 2,8 metara od nivoa tla.

Na najmanjoj visini u osnovi postoje dve mogućnosti: ako je kanal 8 dublje ukopan u zemlju kao što je opisano na slici 5, kabina leži približno na nivou tla. U drugom slučaju, kao što je prikazano na slici 6, kabina leži približno na 1 metar iznad tla i potrebna je platforma za ukrcavanje koja bi bila približno na istoj visini.

Najniži položaj može da služi za ukrcavanje/iskrcavanje ali je takođe pogodno za delove puta gde kabina ne mora da se kreće iznad redovnog saobraćaja, i omogućava da se vozilo kreće većim brzinama. Spušteni položaj je takođe pogodan za tunele i nadvožnjake kao što je takođe prikazano na crtežima.

Promenljiv položaj kabine postiže se pomoću makaza 4 ili neke druge slične zglobne konstrukcije kod koje su dva dela povezana pivotom u sredini, na osnovi kabine, gde najmanje jedan deo može skliznuti ispod kabine, i na pogonskim sklopovima. Makaze četiri mogu se aktivirati radi promene visine kabine pomoću hidrauličnih ili pneumatskih klipova 9, na tradicionalni način, da bi se postigla neophodna stabilnost jednošinskog vozila prilikom kretanja na svim visinama, pri čemu makaze 4 imaju dvostruku strukturu kao što je opisano, na primer, na slikama 8 do 10. Upućenima će biti očigledno da klipovi 9 ili neki drugi uređaj za promenu visine kabine mora biti tako projektovan da obezbedi stabilno održavanje visine u uslovima kretanja.

Slika 7 pokazuje da su pivoti makaza takođe zglobni u horizontalnoj ravni unutar pogonskih sklopova, da bi se kompenzovalo relaitvno kretanje između pogonskih sklopova i kabine kada vozilo savladava krivine.

Slika 8 prikazuje ustrojstvo u kome pored normalnih vertikalnih točkova 7 postoje i horizontalni stabilizatorski točkovi 7. U ovom slučaju, kanal je odgovarajuće oblikovan i ima sekundarne bočne kanale za horizontalne pomoćne točkove. Pomoćni točkovi mogu da budu i nagnuti i da se naslanjaju na unutrašnju strukturu kanala kao što je opisano, na primer, u patentu US 5,845,581.

Slika 9 na šematski način prikazuje da spoj između gornjih krajeva makaza i dna kabine može biti opremljen aktivnim vešanjem, koje bar delimično naginje kabinu u krivinama da bi kompenzovalo bočno ubrzanje, prema rešenju koje se već primenjuje kod nekih vrsta vozova. Pored ovoga, u ustrojstvima koja ovde nisu prikazana, da bi se ublažili mogući poremećaji ravnoteže zbog neravnomernog razmeštaja putnika i/ili opterećenja kabine, vozilo može biti opremljeno automatskim uređajima za dinamičku kompenzaciju, kao što su protivtegovi koji se mogu rasporediti sa strane, ili balastni tankovi s obe strane, između kojih može da se pumpa tečnost koja će vraćati vozilo u ravnotežu. Takođe je moguće primeniti rotacione uređaje tima inertnih diskova kao pomoć u održavanju ravnoteže.

Alternativa aktivnom vešanju mogu biti kanali sa fiksiranim nagibom u krivinama kao što je prikazano na slici 10.

Još jedna alternativa, koja nije ovde prikazana, za naginnje čitave kompozicije podrazumeva pogonski sklop sa vertikalnim točkovima postavljenim u redovima i sa pomoćnim bočnim točkovima, dok bi dno kanala imalo usek unutar koga bi se vertikalni točkovi kretali. Nagib se u ovom slučaju može postići pomeranjem useka iz središnjeg dela kanala, kao što je prikazano na slici 3 dokumenta GB 1,529,060.

Slika 11 prikazuje alternativu potpunom ukopanom kanalu, koja predviđa kanal u potpunosti sagrađen iznad nivoa tla. Ovo ustrojstvo može biti pogodno za delove puta u kojima se vozilo kreće iznad cvetnih leja, između bankina koje razdvajaju puteve, na mostovima i svim drugim mestima gde jednošinsko vozilo ne zauzima prostor javnih saobraćajnica, što otklanja potrebu za čuvanjem saobraćajnog prostora ispod jednošinskog vozila. Naravno, moguće je primeniti međurešenja, gde će kanal biti samo delimično ukopan u zemlju i delimično otkriven iznad nje.

Slika 12 prikazuje ustrojstvo u kome jednošinsko vozilo putuje s potpuno uvučenim makazama po kanalu ugrađenom u uzdignutu konstrukciju kao što je most ili nadvožnjak.

Slika 13 prikazuje još jedno moguće ustrojstvo putanje jednošinskog vozila, po kome se vozilo kreće unutar tunela koji može biti postojeći ili tunel specijalno sagrađen za potrebe jednošinskog vozila. U ovoj situaciji, vozilo se kreće na najmanjoj visini, što omogućava da tunel bude relativno nizak u pogledu unutrašnje visine. Iako nije prikazano, očigledno je da jednošinsko vozilo može da se kreće i u tunelima s redovnim saobraćajem, npr. automobila i autobusa, ako se ispune odgovarajući uslovi.

Kanal 8 načinjen je od zidarskog materijala ili delimično metalne konstrukcije i poželjno je da bude potpuno ukopan u zemlju. Kao što smo već pomenuli, gornji deo kanala može neznatno da štrči iznad nivoa ulice, ili da se sastoji od odzvanjajuće i vibrirajuće površine koja će upozoriti vozača motornog vozila da prolazi veoma blizu putanje jednošinskog vozila. Kanal 8 takođe može da se sastoji od montažne metalne cevi takvih dimenzija, oblika i svojstava da može da primi pogonski sklop, a moguće je i elektroprovodnike.

Pogonski sklop 6, 7 čine motor i točkovi i u potpunosti se nalazi unutar kanala 8. Gornji deo kanala je poželjno da bude zatvoren, izuzev proreza za prolazak donjeg dela makaza ili vezivnog elementa između makaza i pogonskog sklopa. Kao što će biti opisano, ovaj prorez može da bude zatvoren duž određene deonice kanala kada se vozilo ne kreće.

Kao što je posebno prikazano na slikama 8 do 13, da bi se postigla stabilnost sklopa, naročito u odnosu na tlo, unutrašnjost kanala 8 ima dovoljnu širinu da primi pogonski sklop 6,7, i širu od samih makaza za podizanje 4. Na ovaj način, iako je širina zauzeta makazama 4 na visini prolaska vozila ulicama mala, širina pogonskog sklopa dovoljna je da obezbedi bočnu stabilnost vozila.

Pogonski sklop sastoji se od motora 6, poželjno je da to bude indukcioni električni motor. U ovom slučaju, u kanalu 8 nalaze se potrebni kablovi i električni konektori. Veza između električnog motora i kablova može biti ostvarena na konvencionalni način, pomoću četkica ili neke druge vrste konektora, ili putem indukcije bez fizičkog kontakta. Iako se prednost daje električnom motoru, moguće je upotrebiti bilo koju vrstu motora. Naposletku, moguće je obezbediti potisnu silu izvan pogonskog sistema, povezanu odgovarajućim tipom prenosa.

Drugi pogonski sklop jednog od delova vozila može biti opremljen kompletom akumulatora (nije ilustrovano) umesto motora, koji bi obezbeđivale struju električnom motoru u slučaju prekida napajanja.

Isti električni napojni sistem koji napaja električni motor može se upotrebiti - preko kablova koji povezuju pogonski sklop sa kabinom, prolazeći kroz makaze za podizanje - za napajanje delova opreme unutar vozila, na primer vozačeve komandne table, unutrašnjeg osvetljenja i opreme za klimatizaciju. Naravno, moguće je ugraditi autonomne generatore u kabinu.

Prorez kanala, kroz koji prolaze makaze za podizanje 4 ili pomenuti spojni element radi spoja između donjeg dela makaza i pogonskog sklopa, može biti bar delimično zatvoren pomoću klapni koje se otvaraju samo prilikom prolaska vozila. Ovakav sistem prikazan je opisan, na primer, u dokumentu US 3,838,648 (slika 12: kolona 7, redovi 22-29). Ovaj tip sistema zatvaranja smanjuje rizik od prodora vode i taloga u kanal, i sprečava da neka osoba upadne u prolaz prilikom prelaska saobraćajnice.

Bez obzira na to, na dnu kanala moguće je predvideti otvore za oticanje vode, povezane s kišnom kanalizacijom.

Pored toga, prednji pogonski sklop 6,7 moguće je opremiti detektorima prepreka za prepoznavanje svih vrsta prepreka, koji postoje na tržištu, kao i sa uređajem tipa 'hvataljke' za uklanjanje i izvlačenje taloga iz kanala, koji ne zahteva zaustavljanje vozila.

Pored sredstava za zatvaranje proreza kanala kada jednošinsko vozilo ne prolazi šinom, moguće je, bar na određenim deonicama, obezbediti zglobne poklopce za potpuno otvaranje 'krova' kanala, radi održavanja ili uklanjanja pogonskih sklopova. Ovi poklopci mogu biti od metala, na primer, u obliku rešetke, koja ne sprečava prolazak vozila preko nje kada je zatvorena.

Prednja makaza za podizanje 4 vozila može biti opremljena poklopcem koji je nešto širi od samih makaza. Ovaj poklopac (nije prikazan) može biti povezan s polugom pomoću amortizera za slučaj sudara s prolaznikom, drugim vozilom ili preprekom. Ovaj poklopac takođe može da ima ugrađeno upozoravajuće svetio, kao i zvučni signal upozorenja, na primer pomoću sirene.

Transportni sistem u ovom izumu može da radi sa uzdignutim platformama za ukrcavanje/iskrcavanje putnika, ili utovar/istovar. Ali kao što je već opisano, kabina za ovu svrhu može da se spusti na nivo tla ili blizu njega. Kao što se može videti na slici 1, vozilo može da ima prednje vetrobrane na gornjem i na donjem delu, tako da vozač ima dobar pogled na ulicu neposredno napred i ispred kabine.

Iz opisa poželjnih ustrojstava trebalo bi da bude jasno da predmet ovog izuma dozvoljava druge moguće varijacije, i da je ograničen samo sadržajem pratećih zahteva, koji obuhvataju i moguće ekvivalente.

Na primer, iako se svuda pominje 'jednošinski' sistem, trebalo bi da bude jasno da ova definicija dozvoljava i postojanje dva kanala postavljena blizu jedan drugom, kao što je prikazano na slici 11c dokumenta US 3,838,648.

Još jedna moguća varijacija unutar istog koncepta je upotreba bočne šinske konstrukcije, kao što je ona u US 4,690,064, gde šina stoji na nivou tla, a noseći krak je takve veličine da održava vozilo iznad nivoa tla.

Još jedna varijacia unutar istog koncepta sastoji se u tome da, bar na deonicama gde nije važno da li je šina potpuno usađena u zemlju, točak može da prolazi iznad nivoa tla, a šina može da bude svedena na metalnu konstrukciju u obliku slova Y, postavljenu između glavnih točkova, na koju se naslanjaju nagnuti pomoćni točkovi, kao što je opisano u patentu US 5,845,581.

Claims (10)

1. Jednošinsko vozilo koje se sastoji od kabine za vozača, putnike i/ili teret i jednog ili više pogonskih sklopova, gde su pogonski sklopovi predviđeni za kretanje po šini postavljenoj na tlu, a kabina povezana bar sa jednim pogonskim sklopom (6,7) pomoću izdužene podizne konstrukcije (4), ka - rakterisano time da se izdužena podizna konstrukcija (4) može aktivirati radi promene visine kabine (2) u odnosu na tlo tokom normalnog kretanja vozila.

2. Jednošinsko vozilo kao u zahtevu 1, karakterisano time da je izdužena konstrukcija makazastog tipa (4), gde su dva izdužena dela međusobno spojena pivotom približno na sredini, i gde su delovi takođe pivotima povezani s kabinom (2) i pogonskim sklopom (6,7), i gde se bar jedan deo može pomeriti ispod kabine (2).

3. Jednošinsko vozilo kao u zahtevu 2, karakterisano time da postoji bar jedan hidraulični klip (9) za aktivaciju makaza (4) radi promene visine kabine.

4. Jednošinsko vozilo kao u zahtevu 2, karakterisano time da postoji bar jedan pneumatski klip (9) za aktivaciju makaza (4) radi promene visine kabine.

5. Jednošinsko vozilo kao u zahtevu 2, gde je svaki segment kabine vozila povezan s prednjim i zadnjim pogonskim sklopom, karakterisano time da su jedan ili dva dela makaza povezani sa prednjim delom pomenutog segmenta kabine i sa pomenutim zadnjim pogonskim sklopom, dok je drugi deo makaza povezan sa zadnjim delom segmenta kabine i pomenutim prednjim pogonskim sklopom.

6. Jednošinsko vozilo kao u zahtevu 1, karakterisano time da svaka izdužena podizna konstrukcija (4) ima dvostruku strukturu, postavljenu u nizu.

7. Jednošinsko vozilo kao u zahtevu 1, karakterisano time da se svaki pogonski sklop sastoji od motora (6) povezanog s točkovima (7).

8. Jednošinsko vozilo kao u zahtevu 7, karakterisano time da je motor (6) električni motor.

9. Jednošinsko vozilo kao u zahtevu 7, karakterisano time da ima vertikalne i horizontalne ili nagnute pomoćne točkove.

10. Jednošinsko vozilo kao u zahtevu 1, karakterisano time da kabinu nosi izdužena podizna konstrukcija (4) pomoću aktivnog vešanja sposobnog da nagne kabinu (2).