DE102019007463A1

DE102019007463A1 - Elektrofahrzeug für die kombinierte Nutzung von Straßen und Seilbahnen

Info

Publication number: DE102019007463A1
Application number: DE102019007463.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2021-04-29

Abstract

Ein Elektrofahrzeug (100) für zwei Personen, welches sowohl für den Straßenverkehr als auch für den Seitbahnverkehr eingesetzt werden kann. Der Wechsel des Fahrzeugs (100) zwischen Straße und Seilbahn (300) erfolgt dynamisch, indem das Fahrzeug (100) unterhalb der stetig fahrenden Umlaufseilbahn (300) fährt und sich von einem daran hängenden freien Seilbahnaufhängung (200) greifen und auf Flughöhe ziehen lässt. Fahrzeug (100) und Seilbahnaufhängung (200) kommunizieren hierzu miteinander und führen die Start- und Landephase vollautomatisch durch. Die Umlaufseilbahn (300) dient dem Elektrofahrzeug (100) während der Fahrt als Ladestation. An Knotenpunkten (400) mit zwei oder mehreren aufeinandertreffenden Seilbahnen (300) können Fahrzeuge mittels dort installierter Manipulatoren (410) ungebremst auf eine andere Seilbahn (300) umgehängt werden. Ein Netzwerk (500) von Seilbahnen (300) mit Knotenpunkten (400) bietet Nutzern dieser Fahrzeuge (100) die Möglichkeit sich in dieses Netzwerk (500) mittels einer Seilbahnaufhängung (200) einzugliedern, und sich damit zu einem individuell gewählten Zielen in einer geschützten, persönlichen Fahrzeugkabine (110) ohne eigene aktive Mitwirkung transportieren zu lassen.

Description

Die Innenstädte sind verkehrsmäßig mit stetig steigender Tendenz verstopft. Die Autos werden immer größer und verbrauchen enorme Mengen an Verkehrs- und Parkflächen und damit urbanen Lebensraum, ohne einen Mehrwert für die absolute Mehrheit der Bewohner ohne eigenes Auto zu bieten. Die Elektromobilität ist in Deutschland bezogen auf Autos und Busse immer noch nur ein Schlagwort, einzig bei den Pedelecs und E-Bikes gibt es einen Durchbruch hinsichtlich des elektrischen Antriebs. Erst kürzlich wurden auch E-Roller für den Straßenverkehr freigegeben. Automobilhersteller versuchen mit flächigen Car-Sharing Angeboten in den Städten Fuß zu fassen.
Mangels Platzangebot an der Oberfläche, werden unterirdische Verkehrswege mit enormem Aufwand durch Tunnelbauten für Autos, S- und U-Bahn erschlossen. Der freie Luftraum über den Straßen wird umworben von in Entwicklung befindlichen elektrischen Flugtaxis für den Personentransport und fliegenden Drohnen zur Auslieferung von Bestellungen. Die Idee der Nutzung des freien Luftraums mit etwas Sinnvollem, welches der Luft Balken verleiht und den Energieaufwand, den Lärm und den aufgewirbelten Dreck, den Fluggeräte implizieren, allein nur um in der Luft zu schweben auf null reduziert, ist noch ganz jung. Die Rede ist von Umlaufseilbahnen. Die Diskussion über Seilbahnen in Städten als Ergänzung zum Öffentlichen Nahverkehr hat erst begonnen, ist aber stark im Kommen, nachdem im Ausland dies schon sehr erfolgreich im urbanen Umfeld praktiziert wird.
Wieso gibt es auf den Straßen der Städte regelmäßig zu den Stoßzeiten Chaos? Das hängt hauptsächlich damit zusammen, dass viele das Auto bevorzugen. Und wenn man schon das Auto nutzt, möchte man sich möglichst keinen zusätzlichen Umstand und Kosten wie es z.B. ein Park and Ride Konzept bedeutet, einhandeln. Viel lieber glaubt man und hofft darauf, dass man Glück hat und es keinen Stau gibt, man glatt durchkommt und deshalb auch keine Notwendigkeit besteht den öffentlichen Nahverkehr mit zu nutzen.
Es gibt Umfragen, nachdem es für Bahnpendler belastender ist, wenn Bus und Bahn Verspätung haben, als für Autopendler, die im Stau stehen. Das eigene Auto suggeriert dem Menschen offenbar etwas besser im Griff zu haben, als beim öffentlichen Nahverkehr. Selbst wenn man als Autofahrer einen Stau zu umfahren sucht, heißt es noch lange nicht, dass man schneller ans Ziel kommt. Es ist statistisch belegt, dass es auf der Autobahn im Schnitt schneller geht, wenn man den Stau im wahrsten Sinne des Wortes durchsteht, als der Versuch diesen zu umfahren. Das psychologische Moment irgendwie in Bewegung bleiben zu können hat hier oft die Oberhand über die Vernunft.
Es ist die Komfortzone, die einem ein Auto bietet, welches es so attraktiv macht. Man ist vor Umwelteinflüssen geschützt, man hat seine Privatsphäre, man kann laut Musik hören, telefonieren, seine Kaffeetasse abstellen, hat alles was man braucht oder auch nicht braucht im Auto mit dabei. Und selbst im Stau ist es angenehmer im bequemen Autositz zu sitzen, als in einer U-Bahn, eingepfercht zwischen Menschen, mit denen man teilweise nur höchst ungern die Luft zum Atmen teilt. Umsteigen, sein Gepäck mit rumschleppen, an Haltestellen sich die Füße in den Bauch stehen und bei jeder Minute Verspätung doppelt leiden - für den Zeitverlust und für die mit dem öffentlichen Nahverkehr verbundenen Unannehmlichkeiten.
Die Lösung des Problems muss für den Nutzer eine Komfortzone schaffen, die den Weg von Punkt A nach B mit möglichst wenigen subjektiv empfundenen Minuspunkten bewältigen lässt, um sich durchzusetzen. Und die Lösung des Problems sollte gleichzeitig auch gesellschaftlichen und umweltpolitischen Themen einen positiven Impuls geben, um eine Förderung zu deren Anschub zu begünstigen, aber letztendlich dafür, die Welt ein wenig besser zu machen und für uns und unsere Nachkommen lebenswerter zu gestalten.
Die Lösung für Großstädte und Ballungszentren ist die hier beschriebene Erfindung eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs (100), welches sowohl auf Straßen fahren als auch sich an in Fahrt befindliche Seilbahnen (300) an eine Seilbahnaufhängung (200) zum Mitfahren andocken und wieder abkoppeln kann. Während der Seilbahnfahrt kann der Fahrzeugakku von der Seilbahn aufgeladen werden. Der Nutzer bleibt während seines Weges von Punkt A nach Punkt B durchgängig in der Fahrzeugkabine sitzen, die ihn vor Umwelteinflüssen schützt und seine Privatsphäre wahrt. Die Seilbahnen (300) können zu Seilbahnnetzen (500) ausgebildet werden. Die Stoßpunkte der Seilbahnenden bilden Seilbahnknoten (400), an denen die Fahrzeuge (100) mittels Manipulatoren (410) von der einen Seilbahn (300) in die gewünschte nächste Seilbahn (300) ohne Fahrtverzögerung oderunterbrechung umgehängt werden.
Die Vorteile von Seilbahnen werden durch diese Erfindung für den Individualverkehr erschlossen. Der öffentliche Nahverkehr erfährt durch diese Erfindung einen Schulterschluss mit dem Individualverkehr.
Seilbahnen erschließen neuen Verkehrsräume mit minimalen Flächenverbrauch. Durch diese Erfindung reduziert sich der Flächenverbrauch von heute gängigen Seilbahnen nochmals, da keine extra Gebäudlichkeiten für den Zu- und Ausstieg benötigt werden, sondern bestehende Straßen als Start- und Landebahn zum An- und Abdocken dienen.
Der Nutzer braucht auf seinem Weg von Punkt A nach Punkt B nicht von seinem Sitz aufzustehen, hat keine Umstiege und damit verbundene Umstände im Umgang mit Gepäckstücken, begleitenden Personen und auch keine Wartezeiten zu Anschlüssen. Die ihn umgebende Fahrzeugkabine schützt ihn über die gesamte Wegezeit vor Umwelteinflüssen und es wird durchgängig seine Privatsphäre gewahrt.
Der gesamte Weg ist für den Nutzer barrierefrei. Trotz Wechsel zwischen den Medien Straße und Seilbahn entfallen hier die baulichen Maßnahmen, die zur Nutzung bei anderen Verkehrsmitteln wie Bus, Straßenbahn, Bahn, S- und U-Bahn, klassische Seilbahn, erforderlich sind, wie z.B. Bahnhofsgebäude, Tunnel, Treppen, Aufzüge, Rolltreppen, Rollbänder, Bahnsteige, Wartebereiche, Umsteigewege, Ein- und Ausgänge etc.
Auch der Ein- und Ausstieg in das Fahrzeug (100) selbst ist schon barrierefrei. So muss man beim Einstieg in ein Auto seine Füße über eine Schwelle heben. Beim erfindungsgemäßen Fahrzeug (100) steht der Nutzer ebenerdig und setzt sich direkt auf die Sitzbank des Fahrzeuges bzw. steht von der Sitzbank direkt auf die Straße auf. Das Überwinden einer Schwelle wie beim Auto gibt es hier nicht.
Das Laden des Fahrzeugakkus während der Fahrt führt zu einer Kette von Vorteilen. Im Vergleich zu einem rein bodengebundenen Fahrzeug kann die erforderliche Akkukapazität des Fahrzeuges massiv reduziert werden, da das Fahrzeug (100) für die Strecke mit der Seilbahn keine eigene Energie vorhalten muss, im Wesentlichen nur die Energie der Strecke für die Zu- und Abfahrt zum Seilbahnnetz benötigt, dadurch das Fahrzeuggewicht sinkt, dadurch der Ressourcenverbrauch bei Herstellung und Nutzung sinkt und damit wiederum die Kosten für Anschaffung, Betrieb und Wartung sinken.
Bedenken von Anwohnern, dass ihre Privatsphäre durch vorbeifahrende Fahrzeuge verletzt werden könnte, kann durch Ausrüstung der Fahrzeuge (100) mit automatisch zwischen transparent und intransparent schaltbaren Fensterscheiben (113) gewahrt werden.
Für den Regelbetrieb ist es nicht sinnvoll, dass Fahrzeuge (100) einen Seilbahnumlenkpunkt (330) mit 180 Grad Richtungsänderung durchfahren. Da dies aber, analog des Prinzips von Paternoster-Aufzügen, möglich ist, kann im Falle der Umleitung von Verkehrsflüssen oder Störungen am Seilbahnknoten (300), z.B bei Ausfall eines Manipulators (410), flexibel reagiert werden.
Die Erweiterbarkeit des Konzeptes ist die eigentliche Stärke und Potential dieser Erfindung. So ist die Fahrt am Seil bereits mit den hier beschriebenen Konzepten vollautomatisch, d.h. der Nutzer nimmt keinerlei Einfluss auf seine Fortbewegung während der Startphase, der Flugphase am Seil und der Landephase. Erweitert man das Fahrzeug (100) der Gestalt, dass es sich auf der Straße autonom bewegen kann, angenommen mit zunächst 6 Stundenkilometern, dann explodieren förmlich die Anwendungsfälle. Es erscheint dem Erfinder hinsichtlich der technischen und rechtlichen Randbedingungen sehr greifbar, ein leichtgewichtiges Fahrzeug (100) mit dieser geringen Geschwindigkeit autonom auf Straßen operieren zu lassen. Tonnenschwere, hochmotorisierte und schnellfahrende Autos haben ein deutlich höheres Gefährungspotential, weswegen das autonome Fahren in dieser Fahrzeugklasse in der ferneren Zukunft anzusiedeln ist.
Im Folgenden werden die daraus entstehenden Chancen skizziert. Fahrzeuge (100) können auf Bestellung autonom vor die Haustüre fahren, um Nutzer abzuholen. Die Nutzer brauchen nicht selbst aktiv im Straßenverkehr teilnehmen, sondern können im autonomen Modus zur nächsten Seilbahn gefahren, dort automatisch eingeklinkt, am Seil gefahren, wieder gelandet und dann das letzte Stück autonom zum Zielort gefahren werden, wo das Fahrzeug (100) den Nutzer absetzt. Der Nutzer braucht sich nie mehr um einen Parkplatz kümmern, da das Fahrzeug (100) sich selbst darum kümmert. Profitieren tun alle, die nicht selbst fahren wollen oder können, wie z.B. Behinderte, Alte und Kinder. Und man kann das Fahrzeug (100) natürlich auch dazu verwenden vollautonom Güter von A nach B zu bringen, ob privat oder durch Lieferdienste.
Das Sharing von Fahrzeugen bekommt durch das autonome Fahren einen erheblichen Effizienzschub, dadurch, dass die Fahrzeuge (100) sich selbständig dorthin bewegen können, wo auf Grund der Nutzungsstatistik über alle Fahrzeuge hinweg wahrscheinlich Bedarf besteht. Die Umverteilungsfahrten dienen durch die in der erfindungsgemäßen Seilbahnaufhängung (200) integrierte Stromversorgung (260) gleichzeitig als mobile Ladestation. Es gibt keine Wartezeiten und keinen Stillstand während des Ladens. Und man braucht auch keine extra Ladestationen die Raum, Installationsaufwand und gesonderte Abrechnungssysteme erfordern.
Auch bei Privatfahrzeugen ist der autonome Fahrmodus hilfreich, so kann das Fahrzeug selbständig in ein Parkhaus fahren. Durch ihre Autonomie und der damit verbundene Wegfall der Notwendigkeit, dass am Parkplatz noch Raum für sich öffnende Türen, Auffahrten, Wendekreise, Laufwege für Personen, Treppen, Aufzüge, Toiletten, Ein- und Ausgänge etc., ist die dadurch gewonnene Raumeffizienz enorm. Im Prinzip sind Parkhäuser für die erfindungsgemäßen Fahrzeuge (100), Hochregallager wie man sie bereits in der Industrie standardmäßig einsetzt.
Mit einem autonomen Fahrmodus lassen sich die Fahrzeuge auch in die Werkstatt schicken, ohne selbst dafür Zeit zu investieren.
Eine weitere Betriebsart wäre das Platooning, bei der Fahrzeuge automatisch gesteuert dicht hintereinander herfahren. Nur im vordersten Fahrzeug muss aktiv gesteuert werden. Die Folgefahrzeuge folgen wie die Wagen an einem Eisenbahnzug, nur mit dem Unterschied, dass dafür keine Schienen und keine Wagenkupplungen benötigt werden. Der im vordersten Fahrzeug sitzende Fahrer ist sozusagen der Lokführer für den ganzen Konvoi. Dieses Konzept kann man für die Fahrzeuge (100) aufgreifen und einen Linienverkehr analog Bus und Bahn einrichten, nur mit dem Unterschied, das quasi nur die Lokomotive vom Öffentlichen Nahverkehr gestellt wird und jeder seinen eigenen Wagen mitbringt. Neben den großen Vorteilen dabei in seinem persönlichen Fahrzeug (100) sitzen bleiben zu können und nicht selbst fahren zu müssen, kommt ein noch viel gewichtigerer Vorteil hinzu - zum Anhängen bleibt der Konvoi nicht stehen, sondern fährt ungebremst an den Zustiegspunkten weiter! Die Fahrzeuge, die mitwollen beschleunigen sich automatisch, sobald der gewünschte Konvoi vorbeikommt und hängen sich hinten an. Das bedeutet, im Gegensatz zu Bus und Bahn gibt es für die Mitfahrer keinen Stop, kein Warten auf das Ein- und Aussteigen anderer, sowie kein wieder beschleunigen und diese Ersparnis wiederholt sich für jede Station, die auf der persönlich zurückzulegenden Strecke liegt. Zum „Aussteigen“ zieht sich der Konvoi automatisch vor dem auszugliedernden Fahrzeug auseinander, das Fahrzeug schert automatisch aus dem Konvoi aus, während der hintere Teil des Konvois die entstandene Lücke wieder aufschließt und der Konvoi, ohne dass durch diesen Vorgang eine Verzögerung entstanden wäre, weiterfährt.
Eine Abwandlung des öffentlichen Linienkonvois, wäre der Privatkonvoi. Wenn man gelegentlich Bedarf hat, mehr als zwei Personen zu transportieren, so kann man einen Privatkonvoi bilden und so quasi beliebig viele, allerdings begrenzt durch eine maximal für den Verkehr verträgliche Konvoilänge, Fahrzeuge (100) anhängen.
Oder Taxi-Konvois, bei denen Taxifahrer den Fahrgast mit dessen Fahrzeug (100) anhängen können. Auch das bestehende Konzept der Sammeltaxis bekäme dadurch eine neue Bedeutung.
Da das erfindungsgemäße Seilbahnkonzept schwerpunktmäßig in Ballungszentren seine Vorteile ausspielt, braucht es noch zusätzliche Komponenten, wie es Reisenden und Pendlern von außerhalb Vorteile bringen kann. Auch hier zeigt es seine Flexibilität und Erweiterbarkeit, wenn die Fahrzeuge (100) einen autonomen Fahrmodus haben. Das Konzept Park and Ride wird bequem, indem das reservierte Fahrzeug schon direkt an der Parklücke des Park and Ride Parkplatzes steht, wenn der Nutzer mit seinem Auto ankommt. Der Nutzer braucht nur von seinem Auto in das Fahrzeug (100) umzusteigen, ohne Wege und Wartezeiten und bleibt weiter individuell mobil.
Das Gleiche könnte auch mit der Bahn funktionieren. Am Bahnsteig gegenüber stünde die prognostizierte Anzahl benötigter Fahrzeuge (100) bereits bei Einfahrt des Zuges bereit. Auch hier wäre der Umstieg kurz und ohne Wege und Wartezeiten.
Eine weitere Möglichkeit für die Bahn wäre es, ähnlich dem Konzept eines Autozuges, im eigenen Fahrzeug (100) per Zug angereist zu kommen. Statt einer Seilbahn (300) ist dann ein Zug das Fortbewegungsmedium für das Fahrzeug (100). Durch die kurze Länge des Fahrzeuges (100), kann es von der Seite her auf den Zug auffahren und sich dann auf der Stelle drehend nach vorne ausrichten. Ein gleichzeitiger Zustieg viele Fahrzeuge (100) über die gesamte Bahnsteiglänge wäre möglich.
Beschreibung Fahrzeug (100)
Der Fahrzeugaufbau besteht aus einer geschlossenen Fahrzeugkabine (110) mit einer Bank mit 2 Sitzplätzen, einem Aufnahmebügel (140), einem Chassis (120) mit Kofferraum (121), einem Fahrwerk (131-133) und einer Antriebseinheit.
Die Fahrzeugkabine (110) dient in erster Linie dazu, Personen in einer möglichst angenehmen Weise zu transportieren und in zweiter Linie auch für den Transport von Gegenständen und Gütern.
Der Einstieg in die Fahrzeugkabine erfolgt von vorne. Die Front ist dafür in zwei vertikal verschiebbare Segmente unterteilt. Das untere Schiebeelement ist ein Rollladen (112), welcher von der ungefähren Mitte der Front bis unterhalb der Sitzbank reicht. Im geöffneten Zustand verschwindet der Rollladen (112) unter der Bank. Den Nutzern ist es dadurch möglich ebenerdig und barrierefrei im Fahrzeug (110) Platz zu nehmen und vom Platz wieder aufzustehen.
Im geschlossenen Zustand dient der Rollladen (112) als Fußboden der Fahrzeugkabine (110) und zum Schutz vor Witterungseinflüssen.
Das obere Schiebeelement (111) besteht aus einer festen und gleichzeitig flexiblen, klarsichtigen Folie, welche analog dem unteren Rollladenverschluss (112) den oberen Teil des Einstiegs in die Fahrzeugkabine (110) verschließt. Sie dient als Windschutzscheibe und zum Schutz vor Witterungseinflüssen.
Seitlich der Fahrzeugkabine (110) befindet sich links und rechts je eine durchsichtige Scheibe als Seitenfenster (113). Die Seitenfenster (113) haben die Eigenschaft, dass sie elektrisch zwischen transparent und undurchsichtig hin und her geschaltet werden können. Damit wird während der Flugphase per gezielt, automatisch geschalteten Sichtschutz die Privatsphäre von Menschen in Gebäuden und auf Grundstücken gewahrt, die bei der Fahrt an der Seilbahn passiert werden. Ein Heckfenster (114) bietet den Nutzern die Sicht nach hinten.
Die Fahrzeugkabine (110) ist mit dem unter die Sitzbank ragenden Chassis (120) fest verbunden. Zum Chassis (120) gehört ein direkt hinter der Fahrzeugkabine (110) liegender Kofferraum (121).
Am Chassis (120) ist das Fahrwerk (130) befestigt, bestehend aus den Vorderrädern (131), welche sich links und rechts der Fahrzeugkabine (110) befinden und eine lenkbare Achse (133) mit zwei kleineren Hinterrädern (132), welche unterhalb des Kofferraums (121) am Chassis (120) angebracht ist.
Die lenkbare Hinterachse (133) hat als Eigenschaft, dass sie sich bei völliger Entlastung sperrt. Dies kann z.B. rein mechanisch durch eine Klauenkupplung erreicht werden, welche bei Ausfederung greift und so die Lenkung sperrt. Die Feststellung der Lenkung während des Fluges an der Seilbahn (300) ist erforderlich, um die beim Startvorgang gerade gestellte Lenkung während des Fluges gerade zu halten, um wieder sicher landen zu können.
Die Antriebseinheit kann in den Rädern der Vorderachse (131) oder in die lenkbare Hinterachse (132,133) integriert sein.
Der Antrieb erfolgt rein elektrisch mit je einem Motor pro Rad der Hinterachse (132, 133) oder alternativ pro Rad der Vorderachse (131).
Die Lenkung erfolgt rein elektrisch durch die differenzierte Ansteuerung der Antriebe des linken und des rechten Rades.
Bei manueller Fahrweise steuert der Fahrer mit Hilfe eines Steuerknüppels (151) das Fahrzeug (100). Hierbei wirkt der Steuerknüppel (151) als Lenkung, Gaspedal und Bremse. Ab einer vorzugebenden Auslenkung in Richtung Bremsen, werden Bremsen, die an einem oder beiden Radpaaren vorhanden sind, zusätzlich zur Verstärkung der Bremswirkung aktiviert. Ein Knopf am Steuerknüppel (151) dient als Hupe.
Es ist auf Grund der Anordnung der Hinterachse (132,133) möglich das Fahrzeug annähernd auf der Stelle stehend zu wenden.
Bei automatischer oder autonomer Fahrt ist der Steuerknüppel (151) deaktiviert.
Die Fahrzeugkabine (110) ist mit einem darüber befindlichen Aufnahmebügel (140) fest verbunden. Der Aufnahmebügel (140) ist dabei so ausgelegt, dass das Gesamtgewicht des Fahrzeuges inklusive Zuladung von äußeren Greifern gehoben, beschleunigt und abgebremst werden kann. Der Aufnahmebügel (140) teilt sich hierbei in drei Zonen auf, die rechte (142), die linke (143), sowie die mittlere Zone (141). Jede Zone dient einem darauf abgestimmten Greifer (210, 411) als Angriffspunkt, der allein das Fahrzeug halten, anheben, absenken, beschleunigen und abbremsen kann.
Die mittlere Zone (141) wird für die Fahrt am Seil (350) benötigt. Die linke Zone (143) und rechte Zone (142) des Aufnahmebügels (140) dienen als Greifpunkte von Manipulatoren (410) an Seilbahnknotenpunkten (401-403), welche das gezielte Durchleiten des Fahrzeuges (100) zum nächsten Seil (350) vornehmen.
Der mittlere Angriffspunkt ist mit Kontakten ausgestattet, welche die Aufnahme von elektrischer Energie und den Datenaustausch des Fahrzeuges (100) mit dem Seilbahnsystem (310-370) über den Greifer (210) hinweg ermöglicht.
Die elektrische Ausstattung entspricht marktüblichen Komponenten aus der Konsumelektronik-, Elektrofahrrad - und Automobilindustrie. Sie sind im hohen Maße verfügbar. Es werden zwei bürstenlose Elektromotoren verwendet, die direkt an der Radnabe integriert sind. Sie werden über eine Leistungselektronik angesteuert, welche die Lenk- und Geschwindigkeitsvorgabe durch den Nutzer per Steuerknüppel (151) im manuellen Fahrmodus und die Vorgabe des Steuerungscomputers beim automatisierten Fahren während der Start- und Landephase bzw. beim autonomen Fahren auf der Straße umsetzt. Das Fahrzeug besitzt zwei Frontscheinwerfer (152), zwei Vorderblinker (153) und zwei kombinierte Rückleuchten (154) mit integriertem Blinker, Bremslicht und Rückwärtsfahrleuchte.
Beschreibung Seilbahn (300)
Die Seilbahn (300) besteht klassisch aus einem endlosen Tragseil, welches zwischen Seilbahnumlenkpunkten (330) geführt und durch auf Pfeilern (310) vertikal in Fahrtrichtung montierte Rollen (320) punktuell abgestützt wird. In den Seilbahnumlenkpunkten (330) wird das Tragseil (350) mittels einer horizontal gelagerten Seilscheibe (351) in seiner Richtung umgelenkt. In der Regel hat eine Seilbahn zwei Umlenkpunkte, es sind jedoch auch andere Seilbahntopologien mit mehr als zwei Umlenkpunkten denkbar.
Diese Erfindung erweitert das bestehende Seilbahnkonzept um ein zusätzliches Strom und Daten führendes Stromseil (351).
Auf gerader Strecke wird nur das Tragseil (350) über die an den Stützpfeilern (310) montierte Rollen (320) geführt. Das Stromseil (351) wird allein durch die Seilbahnaufhängungen (260) getragen. An den Umlenkpunkten (330) der Umlaufseilbahn wird das Stromseil (360) mit einer eigenen Seilscheibe (361) geführt. An mindestens einem Umlenkpunkt (330) der Umlaufseilbahn wird das Tragseil (350) durch seine zugehörige Seilscheibe (351) mit Masse und das Stromseil (360) durch seine zugehörige Seilscheibe (361) mit Strom verbunden. Auf das Stromseil (360) wird per Kabelmodem der Informationsaustausch zwischen Seilbahn (300), den Seilbahnaufhängungen (200) und den daran hängenden Fahrzeugen (300) aufmoduliert.
Beschreibung Seilbahnaufhängung (200)
Die Seilbahnaufhängung (210-260) besteht aus einer Seilklemme (250) für das Tragseil, einer in Fahrtrichtung gelagerten Abhängung (240), einer daran in Fahrtrichtung gelagerten faltbaren Rahmenkonstruktion (220) mit einer Seilwinde (231) und einem am anderen Ende der Rahmenkonstruktion ebenfalls in Fahrtrichtung gelagerten Greifer (210), der über ein Aufzugsseil (232) mit der Seilwinde (231) verbunden ist. Des Weiteren gibt es an der Abhängung (240) unterhalb der Tragseilklemme (250) eine Stromseilklemme (260) welche mit dem strom- und informationsführenden Seil (360) verbunden ist.
Die Rahmenkonstruktion (220) dient der stabilen Ausrichtung des Fahrzeuges in Fahrtrichtung des Tragseils (350), sowie der Aufnahme von Strom- und Datenleitungen von der Abhängung zum Greifer (210). Der Greifer (210) kann ein Fahrzeug (110) an der mittleren Angriffsposition (141) seines Aufnahmebügels (140) greifen und wieder loslassen. Der Greifer (110) versorgt über Kontakte (149) am Aufnahmebügel (140) das Fahrzeug mit Strom und Daten.
Beschreibung Zusammenwirken von Greifer (210) und Aufnahmebügel (140) Der Aufnahmebügel (140) des Fahrzeugs besitzt in der mittleren Greifposition eine oben aufliegende Konstruktion bestehend aus zwei Haltestangen (144), welche mit zwei Spannbändern (145) fest verbunden sind und mehreren Haltebändern (146), welche zwischen den beiden Spannbändern wie folgt angeordnet sind. Das erste Halteband (146) ist mit dem einen Ende mit der linken Haltestange (144) fest verbunden, geht über den Aufnahmebügel (140) hinweg, umschlingt ihn um mindestens 90 Grad und ist mit seinem anderen Ende fest mit dem Aufnahmebügel (140) verbunden. Das zweite Halteband (146) liegt parallel zum ersten Spannband, nur dass es mit dem einen Ende mit der rechten statt der linken Haltestange (144) fest verbunden ist, über den Aufnahmebügel (140) hinweg geht, diesen um mindestens 90 Grad umschlingt und mit seinem anderen Ende fest damit verbunden ist. Das wiederholt sich nach dem gleichen Muster für das dritte und vierte Halteband. Es können auch noch mehr Paare von Haltebändern vorgesehen werden, vier sind aber das Minimum, damit eine parallele Ausrichtung des Fahrzeuges (110) zum Greifer (210) im gegriffenen Zustand sichergestellt ist.
Am Aufnahmebügel (140) befinden sich mindestens zwei optische Marker (147), welche vom Greifer (210) mit Hilfe eines optischen Sensors (218) wahrgenommen werden, um die relative Position eines Fahrzeuges zum Greifer zu bestimmen.
Des Weiteren befindet sich am Aufnahmebügel (140) ein optischer Sensor (148), welcher die optischen Marker (217) von über dem Fahrzeug schwebenden Greifern (210) wahrnimmt, um seinerseits die relative Position des Fahrzeugs zum Greifer zu bestimmen.
Für die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Greifer während der Buchungs-, Start-, Fahr- und Landephase ist ein bidirektionaler Kommunikationskanal zwischen Fahrzeug und Greifer erforderlich.
Dieser Kommunikationsweg kann mittels Licht (Laser oder LED-Licht im sichtbaren oder infrarotem Bereich) oder per Funk (WLAN- oder Bluetooth-Verbindung) realisiert werden.
In der hier aufgezeigten Lösung werden die optischen Marker (147, 217) per Farb-LEDs realisiert, welche neben der Funktion als Marker einen Raumpunkt zu markieren, genutzt wird, um Informationen an die gegenüberliegende Stelle zu senden. So blinken die Marker (147) des Fahrzeugs einen das Fahrzeug eindeutig identifizierenden Lichtwechsel und analog dazu blinken die Marker (217) des Greifers, den Greifer eindeutig identifizierenden Lichtwechsel. Das ist vergleichbar mit den individuellen Blinkfolgen von Leuchttürmen an der Küste, welche dadurch eindeutig identifiziert sind und damit einem eindeutigen geographischen Punkt zugeordnet werden können.
Der optische Sensor des Greifers (218) bzw. des Fahrzeuges (148), der für die Wahrnehmung der Marker der Gegenseite vorgesehen ist, wird in diesem Ausführungsbeispiel auch für den Empfang von Informationen der Gegenseite verwendet.
Damit ist die Kommunikation zwischen Greifer und Fahrzeug über eine bidirektionale Verbindung sichergestellt.
Nachdem das Fahrzeug mit dem Greifer dessen Nutzung ausgehandelt hat, beginnt die automatische Startphase. Das Fahrzeug (100) beschleunigt, bremst und korrigiert seine Fahrtrichtung automatisch, abhängig davon, wie es sich gerade relativ zum Greifer (210) befindet. Der Greifer senkt sich zum Fahrzeug ab, abhängig davon, wie gut das Fahrzeug bereits auf Kurs ist. Schwebt der Greifer (210) unmittelbar über dem Aufnahmebügel (140), senkt dieser sich ab und drückt dabei die Haltestangen (144) des Aufnahmebügels nach unten, die Spannbänder (145) geben nach, die Haltestangen (144) rutschen über die Greifhaken (214) des Greifers (210). Ab diesem Zeitpunkt sind Fahrzeug und Greifer sicher miteinander verbunden. Der Greifer (210) wird durch die Seilwinde (231) hochgezogen, die Greifhaken (214) werden dadurch nach oben gezogen und durch die entsprechende Führung der Greifhaken zusammen mit den Haltestangen (144) aufeinander zugeführt. Eine im Greifer integrierte Kontaktstange (211) die, gehalten durch die Führung der Kontaktstange (212), sich frei nach oben und unten bewegen kann, wird beim Zusammenziehen der Greifhaken von den Spannbänder (145) und Haltebänder (146) umschlungen. Die Haltebänder (146) straffen sich, nehmen Kontakt mit der Kontaktstange (211) auf und das Fahrzeug (100) hebt ab. Zwischen Aufnahmebügel und Kontaktstange besteht dann ein über die Spannbänder (145) gehaltenes Abrollgelenk zwischen Fahrzeug und Greifer, mit einem Freiheitsgrad in Fahrtrichtung. Die Haltebänder (145) können optional elektrisch leitend sein, um das Fahrzeug mit Strom von der Seilbahn zu versorgen. Die Stromverbindung erfolgt über die Berührungsflächen der Kontaktflächen (219) an der Kontaktstange (211) des Greifers (210) und den Kontaktstellen (149) an den Haltebändern (145).
Während der Landephase, wird der Greifer (210) mit dem gegriffenen Fahrzeug (100) abgelassen. Mit Bodenkontakt des Fahrzeugs entspannt sich das Aufzugsseil (232). Durch die Rückzugsfedern (215) werden dann die Greifhaken (214) zurückgezogen. Der Rückzug geschieht jedoch in einer anderen Führung für die Greifhaken, bei der die Greifhaken ins Innere des Greifers zurückgezogen werden. Dadurch bleiben die Haltestangen nicht mehr gegriffen und schnellen auf Grund der Federkraft der Spannbänder (145) in die horizontale Lage zurück. Das Fahrzeug (110) ist dadurch sicher vom Greifer (210) getrennt.
Beschreibung Seilbahnknoten (400)
Seilbahnen (300) die sich mit einem ihrer Seilbahnumlenkpunkte (330) mit dem/den Seilbahnumlenkpunkt/en (330) einer oder mehrerer Seilbahnen (300) in räumlicher Nachbarschaft befinden, bilden einen Seilbahnknoten (400). Dabei kann unterschieden werden, ob zwei Seilbahnen sich verketten (401), drei Seilbahnen eine Verzweigung bilden (402) oder vier und mehr Seilbahnen einen Ring ausprägen (403). Des Weiteren ist zu unterscheiden, ob der Wechsel der Seilbahn (300) von den Fahrzeugen (100) über die Straße erfolgt, indem vor dem Erreichen des Seilbahnumlenkpunktes (330) das Fahrzeug (100) gelandet, auf der Straße zur gewünschten Anschlussseilbahn (330) gefahren wird, um dort wieder das Fahrzeug zu starten und an einer freien Seilbahnaufhängung (200) weiterfahren zu lassen. Oder ob der Seilbahnwechsel oberhalb vom Straßenniveau auf Flughöhe erfolgt, was in zwei prinzipiellen Ausführungsvarianten geschehen kann. Bei der ersten Variante übernehmen auf Drehteller (420) rotierende Manipulatoren (410) das Umhängen der Fahrzeuge, indem sie das Fahrzeug (100), abhängig von der Position des Manipulators (410) zum ankommenden Fahrzeug (100), die rechte (142) oder linken Angriffsposition (143) des Aufnahmebügels (140) greift, das Fahrzeug (100) vom Greifer (210) der Seilbahnaufhängung (200) losgelassen wird, das Fahrzeug (100) vom Manipulator (410) in dessen Drehbewegung an die gewünschte Zielseilbahn hinführt und dort dem Greifer (210) einer herannahenden Seilbahnaufhängung (200) übergeben wird. Bei der zweiten Variante befinden sich auf Flughöhe Fahrwege, auf denen die am Knoten ankommenden Fahrzeuge (100) abgesetzt werden und die Fahrzeuge (100) automatisch mit eigenem Antrieb zur gewünschten Seilbahn (300) gefahren werden, um dort vom Greifer (210) einer herannahenden Seilbahnaufhängung (200) aufgegriffen zu werden. In den Abbildungen (401, 402, 403) ist die erste Variante mit Manipulatoren (410) dargestellt - Seilbahnknoten zur Verkettung (401), Seilbahnknoten zur Verzweigung (402) und Seilbahnknoten für Ringe (403).
Wenn die Entfernung zwischen zwei Seilbahnen (300) zu groß ist, um mit Manipulatoren (410) auf einem Drehteller (420) realisiert werden zu können, so kann in diesem Fall ein stetig laufendes Umlaufband (430) mit darauf montierten Manipulatoren (410) verwendet werden.
Die beschriebenen unterschiedlichen Methoden zum Wechsel der Seilbahn können auch in vielfältigen Kombinationen ausgeführt werden. Zum Beispiel, indem weniger genutzte Seilbahnwechselkombinationen über die Straße und die häufiger genutzten per Manipulator oder per Fahrwege auf Flughöhe erfolgen.
Beschreibung Seilbahnnetz (500)
Ein Seilbahnnetz (500) ist der Zusammenschluss mehrerer Seilbahnen (300). Diese können, müssen jedoch nicht zwingend per Seilbahnknoten (401-403) verbunden sein. Ein Wechsel von Fahrzeugen zwischen Seilbahnen (300) ist auch ohne Seilbahnknoten (401-403) über die Straße möglich. Zur Kapazitätserhöhung von Hauptstrecke können Seilbahnen auch parallel zueinander geführt werden, analog zu Autobahnen und mehrspurigen Straßen im Straßenverkehr.

Claims

Elektrofahrzeug (100) für den Straßenverkehr im urbanen Umfeld mit Sitzplätzen für 2 Personen dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (100) einen Aufnahmebügel (140) hat, an dem es während der Fahrt unterhalb einer stetig bewegten Umlaufseilbahn (300) von einer Seilbahnaufhängung (200) derselbigen aufgenommen, befördert und am gewünschten Ziel wieder abgesetzt wird.
Fahrzeug (100) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es über einen Frontausstieg (111 und 112) verfügt, welcher durch eine nach oben verschiebbare Frontscheibe (111) und eine nach unten aufrollbare Kombination aus Stirnwand und Fußboden (112) gekennzeichnet ist, dergestalt, dass sich Personen im geöffneten Zustand auf der Straße stehend direkt in das Fahrzeug (100) hineinsetzen bzw. direkt vom Sitz auf die Straße aufstehen können, ohne dass irgendwelche Schwellen oder andere Barrieren zu überwinden sind.
Fahrzeug (100) nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebügel (140) des Fahrzeuges drei Greifpositionen hat, die linke, die mittlere und die rechte Greifposition, mit denen das Fahrzeug (100) mit jeweils dafür ausgelegten Greifern von außen in der Luft gehalten, geführt, beschleunigt und abgebremst werden kann.
Umlaufseilbahn (300) mit einem Zug- oder Förderseil (350) und mit Seilbahnaufhängungen (200) bestehend aus Tragseilklemme (250), Abhängung (240), Stromseilklemme (260), Seilwinde (231) mit Aufzugsseil (232), faltbare Rahmenkonstruktion (220) zur stabilen Ausrichtung des Fahrzeugs (100) in Fahrtrichtung und Greifer (210), dadurch gekennzeichnet, ein Fahrzeug (100), dass nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 ausgeführt ist, an seiner mittleren Greifposition am Aufnahmebügel (140) aufzunehmen, auf Flughöhe hochzuziehen und auf Straßenniveau abzusenken.
Fahrzeug (100) nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Greifposition (141) des Aufnahmebügels (140) über einen oder mehrere optische Marker (147), einen optischen Sensor (148) und eine optische, bidirektionale Datenverbindung verfügt, um die relative Position des Fahrzeugs (100) zu oberhalb schwebenden Seilbahnaufhängungen (200) nach Patentanspruch 4 zu bestimmen und mit dem Greifer (210) zu kommunizieren, sowie optionale Kontaktstellen (149), um vom Greifer (210) im gegriffenen Zustand mit Strom zum Aufladen der Fahrzeugakkus versorgt zu werden.
Seilbahnaufhängung (200) nach Patentanspruch 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (210) über einen oder mehreren optische Marker (217), einem optischen Sensor (218) und eine optische, bidirektionale Datenverbindung verfügt, um die relative Position des Greifers (210) zu Fahrzeugen (100) in einem näheren Umfeld unterhalb des Greifers (210) zu bestimmen und mit Fahrzeugen (100) über deren optische, bidirektionale Datenverbindung nach Patentanspruch 5 zu kommunizieren, sowie über die optional am Fahrzeug (100) befindliche Kontaktstellen das Fahrzeug (100) mit Strom zu versorgen.
Umlaufseilbahn (300) nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkpunkte (330) der Seilbahn (300), für die Umlenkung des Tragseils und des Stromseils zwei parallel und synchron drehende Seilscheiben (351, 361) zu deren Führung haben und von denen zumindest ein Umlenkpunkt (330) das Tragseil (350) über die Seilscheibe Tragseil (351) mit Hilfe eines Motors (370) antreibt, das Tragseil (350) erdet und das Stromseil (360) mit Strom und darauf modulierten Datenaustausch versorgt.
Fahrzeug (100) nach Patentanspruch 1 bis 5 und der Möglichkeit der Aufladung der Fahrzeugakkus während der Seilbahnfahrt nach Patentanspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass dadurch im Vergleich zu einem rein bodengebundenen Fahrzeug die erforderliche Akkukapazität des Fahrzeuges massiv reduziert werden kann, da das Fahrzeug (100) für die Strecke mit der Seilbahn keine eigene Energie vorhalten muss, im Wesentlichen nur die Energie der Strecke für die Zu- und Abfahrt zum Seilbahnnetz benötigt, dadurch das Fahrzeuggewicht sinkt, dadurch der Ressourcenverbrauch bei Herstellung und Nutzung sinkt und damit wiederum die Kosten für Anschaffung, Betrieb und Wartung sinken.
Knotenpunkt (400) von zwei (401), drei (402) oder mehreren (403) Umlaufseilbahnen nach Patentanspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrzeug (100) aus den Patentansprüchen 1 bis 5 bei Einfahrt in den Knotenpunkt (400) von einem Manipulator (410) in ungebremster Fahrt an der linken oder rechten Greifposition des Aufnahmebügels (140) aufgegriffen wird, der mittlere Greifer den Aufnahmebügel (140) des Fahrzeuges (100) loslässt und der Manipulator (140) das so gegriffene Fahrzeug (100) an die geplante Zielseilbahn (300) heranführt, an eine freie Seilbahnaufhängung (200) nach Patentanspruch 4 und 6 übergibt, indem diese die mittlere Greifposition (141) des Aufnahmebügels (140) des Fahrzeuges (100) greift und der Manipulator (410) das Fahrzeug wieder loslässt.
Fahrzeuge (100), Seilbahnsysteme (300) mit Seilbahnaufhängungen (200) und Knotenpunkte nach Patentansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie in ihrem Zusammenwirken eine völlig neuartige Kombination aus individuellem und öffentlichen Personennahverkehr darstellt, indem sie Personen unter Wahrung ihrer Privatsphäre durch die geschlossene Fahrzeugkabine (110) eines Fahrzeuges (100), ohne Umstiege und Wartezeiten, sich auf öffentlichen Straßen und öffentlich nutzbaren Seilbahnen frei bewegen lassen, bequem, platzsparend, energieeffizient, leise, emissionsfrei und im Falle der Seilbahn garantiert staufrei entlang der durch sie neu erschlossenen Verkehrsräume, als Ergänzung und Entlastung bestehender Verkehrskonzepte und weitere Option zum Individualverkehr mit dem Auto.