ES1311858U

ES1311858U - Propulsion, stabilization and suspension system for monorail trains (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES1311858U
Application number: ES202400025U
Authority: ES
Inventors: Saiz Manuel Munoz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2024-01-30
Filing date: 2024-01-30
Publication date: 2024-11-26
Anticipated expiration: 2034-01-30
Also published as: ES1311858Y

Abstract

Propulsion, stabilization and suspension system for monorail trains, of the type that uses ultralight monocoque-type wagons with aerodynamic, oval or semi-oval cross-sections, which surround, except for their lower area, a rail of circular, semicircular or semi-oval section, mounted on the ground and by columns, using pulley wheels that rest on the rail, the weight of the wagons is reduced and they are levitated, characterized in that it comprises: Ultralight wagons that surround a rail, except for its lower area; A rail with a circular, semicircular, oval or rectangular head section and runs on the ground, supported on columns in steep areas; Attraction or fastening systems between wagons and rail; Suspension or levitation systems for the wagons; Lateral stabilization systems for the wagons; Propulsion systems for the wagons; An electrical supply system, A system for reducing lateral friction of the wagons, A safety and anti-derailment system and A microprocessor that controls the operation of the entire system. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Sistema de propulsión, estabilización y suspensión para trenes monorraíles Propulsion, stabilization and suspension system for monorail trains

Sector de la técnicaTechnical sector

En trenes monorraíles de alta velocidad, que utilizan un solo rail elevado o sobre el terreno. In high-speed monorail trains, which use a single elevated or above-ground rail.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Los trenes actuales y en especial para alta velocidad necesitan un gran peso para adherirse a los raíles y evitar su descarrilamiento o el deslizamiento sobre los mismos, con lo cual el rozamiento por rodadura es muy alto y se derrocha mucha energía en la tracción. Con los sistemas actuales se encarecen igualmente las vías, las cuales necesitan modificar una gran porción del terreno, en especial si se trata de trenes de alta velocidad, ya que se deben aplicar vías muy rectas y por lo tanto nuevos trazados. Los aviones son rápidos, pero tienen un gran gasto energético, son más peligrosos y tienen muchos detractores. Con el presente sistema se solucionan dichos problemas, se reduce considerablemente el peso de los vagones y el coste de las vías, lo cual supone un ahorro del 70 o 80%, tanto en las vías como en la propulsión. En velocidad puede competir con los aviones en distancias cortas y medias, pero en los tiempos lo mejora por las demoras y anticipaciones de presentación en los aeropuertos. Current trains, especially high-speed trains, require a lot of weight to adhere to the rails and avoid derailment or sliding on them, which means that rolling friction is very high and a lot of energy is wasted in traction. Current systems also make the tracks more expensive, which require modifying a large portion of the terrain, especially if they are high-speed trains, since very straight tracks must be used and therefore new layouts. Aeroplanes are fast, but they consume a lot of energy, are more dangerous and have many detractors. With the present system, these problems are solved, the weight of the wagons and the cost of the tracks are considerably reduced, which means a saving of 70 or 80%, both in the tracks and in propulsion. In terms of speed, it can compete with aeroplanes over short and medium distances, but in terms of time it is better due to the delays and early arrivals at airports.

Objetivo de la invención y ventajas. Objective of the invention and advantages.

Aportar un tren sencillo, económico, indescarrilable, ultraligero, su bajo peso permite paradas y aceleraciones rápidas, de bajo consumo, ultrarrápido, aerodinámico, pendular, de poco mantenimiento, sube las pendientes sin dificultad, bajo costo de los trayectos, muy ecológico, reduce el CO<2>y protege la capa ozono. To provide a simple, economical, non-derailable, ultra-light train, its low weight allows for quick stops and accelerations, low consumption, ultra-fast, aerodynamic, tilting, low maintenance, climbs slopes without difficulty, low cost of journeys, very ecological, reduces CO<2> and protects the ozone layer.

Usar un tren de peso muy reducido por metro de longitud, lo cual redunda en vías más económicas y en un menor coste total del sistema, que junto con la reducción de la resistencia de fricción permite altas velocidades. Using a train with a very low weight per metre of length, which results in cheaper tracks and a lower total cost of the system, which together with the reduction in frictional resistance allows for high speeds.

Utilizar un sistema monorraíl preferentemente sobre el terreno, con lo cual se abaratan considerablemente las vías, en especial las nuevas, al no tener que modificar el terreno o de tener que hacerlo con pequeñas modificaciones. Permite circular elevado sobre terrenos con una escarpada orografía y en terrenos agrícolas. Using a monorail system preferably on the ground, which considerably reduces the cost of the tracks, especially the new ones, as the terrain does not have to be modified or only with minor modifications. It allows elevated circulation on terrain with a steep topography and on agricultural land.

Usar un sistema indescarrilable para trenes que en lugar de un gran peso para adherirse a las vías, utiliza a) Unas ruedas electromagnéticas o magnéticas giratorias adherentes sobre los raíles ferromagnéticos, b) Opcionalmente unas ruedas magnéticas giratorias y levitadoras que atacan al rail ferromagnético en su zona lateral inferior, c) Unas ruedas poleas, d) Múltiples chorros de aire que inciden sobre zona estriada del alma de los raíles, e) Múltiples chorros de aire que estabilizan al vagón lateralmente, f) Unos alerones inclinables en la zona superior de los vagones que estabilizan a los mismos lateralmente, g) La zona frontal y trasera de los vagones con inclinación y sustentación negativa, h) Unas ruedas laterales que controlan los límites de inclinación lateral, i) Unas ruedas magnéticas laterales que actúan sobre el alma del rail atrayéndolo en uno u otro de los lados para centrar el vagón, j) Unas ruedas magnéticas que actúan debajo de unas aletas que sobresalen del alma de los raíles y las atraen produciendo una levitación total o parcial del vagón y k) Unas ranuras por zona superior y lateral de los vagones por donde se insufla aire a presión de forma inclinada y hacia atrás. Todos los ejes de las ruedas pueden portar cajas de grasa o cojinetes de aire. Use a non-derailable system for trains that instead of a great weight to adhere to the tracks, uses a) Electromagnetic or magnetic rotating wheels that adhere to the ferromagnetic rails, b) Optionally, rotating and levitating magnetic wheels that attack the ferromagnetic rail in its lower lateral area, c) Pulley wheels, d) Multiple air jets that hit the grooved area of the rail core, e) Multiple air jets that stabilize the wagon laterally, f) Tilting fins in the upper area of the wagons that stabilize them laterally, g) The front and rear area of the wagons with inclination and negative lift, h) Side wheels that control the lateral inclination limits, i) Lateral magnetic wheels that act on the rail core attracting it on one or the other side to center the wagon, j) Side wheels magnetic ones that act under fins that protrude from the core of the rails and attract them, producing a total or partial levitation of the wagon and k) Slots on the top and side of the wagons through which pressurized air is blown in an inclined and backward manner. All wheel axles can carry axle boxes or air bearings.

Utilizar un tren ultraligero con vagones monocasco de baja altura y de perfil transversal aerodinámico u ovalado, ligeramente aplastado por lo cual resulta poco afectado por el viento lateral. Esta ventaja se incrementa al aplicar la cabeza del rail o el punto de apoyo de las ruedas en el centro geométrico del vagón. Using an ultralight train with low-height monocoque wagons with an aerodynamic or oval cross-section, slightly flattened so that it is little affected by lateral winds. This advantage is increased by applying the rail head or the support point of the wheels to the geometric centre of the wagon.

Aportar un tren ultrarrápido, de poca fricción y seguro, que por todo ello puede desarrollar altas velocidades, sin competencia con los trenes actuales, puede competir con los aviones en distancias medias, no teniendo competencia en las cortas. To provide an ultra-fast, low-friction and safe train, which can therefore reach high speeds, without competition from current trains, and can compete with airplanes over medium distances, without competition over short distances.

Utilizar complementariamente energías alternativas: eólica y solar para alimentar eléctricamente los vehículos, energía que se almacena en baterías y posteriormente se transforma en alterna para su envío al tren. Complementarily use alternative energies: wind and solar to power vehicles, energy that is stored in batteries and later transformed into alternating energy for delivery to the train.

En general los trenes producen unas 45 veces menos CO<2>que los coches y los aviones. Con el presente tren esta cantidad podría ser 90 o 100 veces menor respecto a coches y aviones, tan solo con reducir el peso de los vagones a la mitad. Trains generally produce about 45 times less CO<2> than cars and planes. With the current train, this amount could be 90 or 100 times less than cars and planes, simply by reducing the weight of the carriages by half.

Sin competencia en Velocidad, Seguridad (es indescarrilable), Confortabilidad, Bajo peso, Sencillez, Mínima resistencia frontal, trasera y de fricción, Mínimo gasto de energía en la propulsión, Rendimiento, Coste por kg. transportado, Sube con facilidad las pendientes, Trasporte muy ecológico, no contamina, ni produce CO<2>y compite con otros trenes y aviones. Unmatched in speed, safety (it cannot be derailed), comfort, low weight, simplicity, minimum frontal, rear and friction resistance, minimum energy expenditure in propulsion, performance, cost per kg transported, easily climbs slopes, very ecological transport, does not pollute or produce CO<2> and competes with other trains and planes.

Explicación de la invenciónExplanation of the invention

Los trenes actuales necesitan costosas vías, gran peso para adaptarse o adherirse a las mismas y evitar el descarrilamiento, no adquieren muy altas velocidades, son muy afectados por el viento lateral, tienen gran gasto de energía y son poco ecológicos. Esto se soluciona reduciendo el peso de los vagones y aplicando los económicos sistemas de sujeción o adhesión al rail de la invención. Today's trains require expensive tracks, a lot of weight to adapt to or adhere to them and avoid derailment, they do not reach very high speeds, they are very affected by crosswinds, they have a high energy consumption and are not very ecological. This is solved by reducing the weight of the wagons and applying the economical rail fastening or adhesion systems of the invention.

El sistema de propulsión, estabilización y suspensión para trenes monorraíles consiste en un tren monorraíl con unos vagones ultraligeros tipo monocasco y de perfiles transversales aerodinámicos, (ovalados o semiovalados,) montado sobre un único rail (de cabeza cilíndrica, ovalada, semicilíndrica, semiovalada o rectangular) que discurre a baja altura o sobre pequeñas columnas cuando el terreno es accidentado, utilizando unas ruedas de forma de poleas, (de garganta circular, ovalada o rectangular) y para limitar la oscilación unas ruedas que se apoyan lateralmente en el alma del rail y para evitar el descarrilamiento unas parejas de ruedas poleas inclinadas, ruedas magnéticas formadas por múltiples electroimanes y unas aletas estabilizadoras lateralmente en la zona superior del vagón. Por unas ranuras por zona superior y lateral de los vagones se insufla aire a presión de forma inclinada y hacia atrás, reduciendo la fricción y actuando simultáneamente como propulsores. En la estabilización lateral unos sensores de distancia o proximidad controlan la separación y envían señales para que s e corrija la separación con unos electroimanes o actuando sobre las ruedas magnéticas o las formadas por múltiples electroimanes. Los chorros de aire también se pueden aplicar inyectándolos lateralmente sobre unas ranuras o resaltes que porta lateralmente el alma del rail. En los cuales se apoya ayudando a la propulsión. Portando radialmente unas ruedas que se apoyan sobre el rail, otras que evitan oscilaciones de alabeo, y unas terceras que evitan el descarrilamiento. A los vagones se les reduce el peso o son levitados parcialmente. Se utilizan o dispone de unos sistemas de atracción o sujeción entre vagones y rail, de suspensión o levitación de los vagones, de estabilización de los vagones, de propulsión de los vagones, de alimentación eléctrica, y de reducción de la resistencia superior o lateral de fricción. Disponiendo de un microprocesador que controla la propulsión, estabilización lateral y vertical y el grado parcial de levitación de los vagones. The propulsion, stabilisation and suspension system for monorail trains consists of a monorail train with ultra-light monocoque wagons with aerodynamic cross-sections (oval or semi-oval) mounted on a single rail (with a cylindrical, oval, semi-cylindrical, semi-oval or rectangular head) that runs at low height or on small columns when the ground is uneven, using wheels in the form of pulleys (with a circular, oval or rectangular groove) and, to limit oscillation, wheels that rest laterally on the core of the rail and, to prevent derailment, pairs of inclined pulley wheels, magnetic wheels made up of multiple electromagnets and lateral stabilising fins in the upper area of the wagon. Pressurised air is blown in at an inclined and backward position through slots on the upper and lateral areas of the wagons, reducing friction and simultaneously acting as propellants. In lateral stabilization, distance or proximity sensors control the separation and send signals so that the separation is corrected with electromagnets or by acting on the magnetic wheels or those formed by multiple electromagnets. The air jets can also be applied by injecting them laterally onto grooves or projections that the rail core carries laterally. On which it rests, helping propulsion. Radially carrying wheels that rest on the rail, others that prevent warping oscillations, and thirds that prevent derailment. The weight of the wagons is reduced or they are partially levitated. Systems of attraction or fastening between wagons and rail, suspension or levitation of the wagons, stabilization of the wagons, propulsion of the wagons, electrical supply, and reduction of upper or lateral friction resistance are used or available. Featuring a microprocessor that controls the propulsion, lateral and vertical stabilization and the partial degree of levitation of the cars.

Los sistemas de atracción consisten en unas ruedas de imanes permanentes y de electroimanes que ruedan sobre y atraen los raíles ferromagnéticos, generalmente de acero, Attraction systems consist of wheels of permanent magnets and electromagnets that roll on and attract ferromagnetic rails, usually made of steel,

sin frenar su avance. without stopping its advance.

Los sistemas de suspensión consisten en unas ruedas de imanes permanentes, que inciden bajo la zona inferior de unas aletas laterales que porta el alma del rail. Esto puede ser opcional. Los sistemas de estabilización consisten en unas aletas colocadas en la zona inferior lateral de los raíles, en unas ruedas distribuidas alrededor del rail o en unos sensores que captan la separación y alimentan a unos electroimanes que automáticamente los centra. Suspension systems consist of permanent magnet wheels, which are applied under the lower area of lateral fins that support the rail core. This may be optional. Stabilization systems consist of fins placed in the lower lateral area of the rails, wheels distributed around the rail or sensors that detect the separation and feed electromagnets that automatically center them.

Unos inyectores de aire proporcionan estabilización lateral insuflando aire sobre el alma del rail. La estabilidad lateral se aumenta colocando el peso de la carga, instalaciones, combustible, etc. en la zona más baja del vagón, el centro de gravedad se coloca lo más bajo del punto de apoyo o del rail y puede actuar automáticamente como tren pendular. La estabilidad también se puede conseguir mediante giróscopos y acelerómetros. Unos sensores pueden medir la separación y actuar sobre electroimanes. Los vagones son autopropulsados o pueden usar una máquina independiente. Air injectors provide lateral stabilisation by blowing air onto the rail core. Lateral stability is increased by placing the weight of the load, installations, fuel, etc. in the lowest part of the wagon, the centre of gravity is placed as low as possible on the support point or rail and can automatically act as a tilting train. Stability can also be achieved by means of gyroscopes and accelerometers. Sensors can measure the clearance and act on electromagnets. The wagons are self-propelled or can use an independent machine.

Las ruedas electromagnéticas o magnéticas que evitan el descarrilamiento pueden estar integradas, adosadas o formar parte de las ruedas actuales utilizadas sobre las vías o pueden ser unas ruedas independientes, complementarias de las convencionales. En ambos casos y sin frenar al vehículo, las ruedas magnéticas atraen las vías y por tanto a estas contra el vagón. La atracción de las ruedas magnéticas sobre el rail se suma al peso del vehículo. Y la atracción bajo, o bajo el lateral del rail reducen el peso del vagón sobre el rail. El contacto con el rail siempre lo hacen con las ruedas convencionales o las adosadas a las magnéticas que hacen de límite. Las ruedas magnéticas pueden girar en contacto con las vías o girar a una distancia de uno a varios centímetros de las mismas. Al girar las ruedas simultáneamente atraen e impulsan al vagón desplazándolo sobre las vías. De este modo se pueden utilizar vagones más ligeros de peso. Las ruedas magnéticas no producen gasto de energía y están formadas o pueden tener adosados dos imanes permanentes. Electromagnetic or magnetic wheels that prevent derailment can be integrated, attached or form part of the current wheels used on the tracks or they can be independent wheels, complementary to the conventional ones. In both cases and without braking the vehicle, the magnetic wheels attract the tracks and therefore these against the wagon. The attraction of the magnetic wheels on the rail adds to the weight of the vehicle. And the attraction under, or under the side of the rail reduces the weight of the wagon on the rail. Contact with the rail is always made by the conventional wheels or those attached to the magnetic ones that act as a limit. The magnetic wheels can rotate in contact with the tracks or rotate at a distance of one to several centimeters from them. When the wheels rotate simultaneously they attract and propel the wagon moving it on the tracks. In this way, lighter weight wagons can be used. The magnetic wheels do not produce energy expenditure and are made up of or can have two permanent magnets attached to them.

Las ruedas pueden ser ruedas estándar con doble pestaña o en forma de poleas con la garganta de sección circular, semicircular o ruedas de sección periférica circular o semicircular. El eje de las ruedas puede sobresalir por uno o ambos lados de la misma, pudiendo aplicar el correspondiente motor, cojinete y amortiguador. The wheels can be standard wheels with double flanges or in the form of pulleys with a circular or semicircular groove or wheels with a circular or semicircular peripheral section. The axle of the wheels can protrude on one or both sides of the wheel, and the corresponding motor, bearing and shock absorber can be applied.

Los raíles pueden ser verticales convencionales (rectangular), de cabeza de sección circular, semicircular u ovalada. The rails can be conventional vertical (rectangular), with a circular, semicircular or oval section head.

Pueden usarse vagones monocasco abiertos por su zona inferior, esta zona se cubre con el armazón o chasis del vagón. Monocoque wagons with an open lower area can be used; this area is covered by the wagon's frame or chassis.

Los vagones usados de sección circular u oval con la altura inferior a la anchura, tienen mayor relación longitud anchura de los mismos, siendo muy ligeros de peso. Utilizan fibra de carbono, vidrio, kevlar o aleaciones de aluminio o magnesio, mezclas de grafeno u de óxido de grafeno, etc., de ese modo el peso por metro es mínimo y por lo tanto el de las vías. Used carriages with a circular or oval section, with a height less than its width, have a greater length-to-width ratio, and are very light in weight. They use carbon fibre, glass, kevlar or aluminium or magnesium alloys, graphene or graphene oxide mixtures, etc., so the weight per metre is minimal and therefore the weight of the tracks is minimal.

Puede reducirse aún más el peso usando dos o tres asientos por fila. Weight can be further reduced by using two or three seats per row.

Los sistemas de propulsión consisten en unas ruedas laterales inclinadas o en unas ruedas magnéticas impulsadas con motores, que rodean al rail, aunque no contacten con él. The propulsion systems consist of inclined side wheels or magnetic wheels driven by motors, which surround the rail, although they do not contact it.

Las ruedas actúan sobre el rail o sobre su viga de soporte. La propulsión puede efectuarse exclusivamente con los fanes, o puede realizarse con estos de forma complementaria. The wheels act on the rail or on its supporting beam. Propulsion can be carried out exclusively by the fans, or it can be carried out with them in a complementary manner.

La propulsión se consigue usando principalmente motores eléctricos, o de explosión, gasolina, diésel o turbinas. En especial se usará el hidrógeno como combustible o en células de combustible. Todos los motores se pueden aplicar directamente a las ruedas magnéticas, ruedas poleas, neumáticos o ruedas de goma. La alimentación eléctrica se puede aplicar con baterías, con células de combustible, electrificando los raíles y con unas bandas y energía externa. La corriente eléctrica aplicada desde tierra se capta y envía por la vía y/o por una banda lateral aislada, recogiéndose con unas escobillas o elementos deslizantes. En general para alta velocidad, la corriente alterna también se puede enviar por los raíles y/o por unas bandas metálicas que actúan a modo de condensadores, transfiriendo la corriente alterna a través de los mismos. La energía eléctrica externa se puede aplicar en múltiples tramos con generadores independientes. Propulsion is achieved using mainly electric motors, or combustion engines, gasoline, diesel or turbines. In particular, hydrogen will be used as fuel or in fuel cells. All motors can be applied directly to magnetic wheels, pulley wheels, tires or rubber wheels. The electric supply can be applied with batteries, with fuel cells, by electrifying the rails and with belts and external energy. The electric current applied from the ground is captured and sent along the track and/or by an insulated lateral belt, collected by brushes or sliding elements. In general, for high speed, the alternating current can also be sent along the rails and/or by metal bands that act as capacitors, transferring the alternating current through them. The external electric energy can be applied in multiple sections with independent generators.

Opcionalmente se puede eliminar la resistencia frontal y trasera usando fanes o turbinas, las cuales succionan el aire en la zona frontal del vagón delantero y otras lo descargan en la posterior del último vagón. En este caso el vehículo no presiona sobre el aire y se puede considerar que los fanes delanteros actúan por tracción. La fricción lateral se reduce recubriendo con una capa deslizante, con una superficie cubierta de múltiples dentículos o utilizando doble pared y entre ellas una cámara presurizada cuyo aire se descarga al exterior por unas rendijas o por múltiples y diminutos orificios, evitando la adherencia del flujo laminar. Optionally, front and rear resistance can be eliminated by using fans or turbines, which suck air in the front area of the front car and others discharge it in the rear of the last car. In this case, the vehicle does not press on the air and it can be considered that the front fans act by traction. Lateral friction is reduced by covering with a sliding layer, with a surface covered with multiple denticles or by using double walls and between them a pressurized chamber whose air is discharged to the outside through slits or through multiple and tiny holes, avoiding the adhesion of the laminar flow.

Al avanzar las ruedas magnéticas girando a la misma velocidad tangencial respecto a los raíles, no frenan, pero si atraen al vagón. As the magnetic wheels move forward, turning at the same tangential speed with respect to the rails, they do not brake, but they do attract the wagon.

Se usarán preferentemente imanes permanentes de tierras raras como el samario o el neodimio. Las ruedas pueden tener el flujo magnético distribuido radial o longitudinalmente o incluso inclinado respecto a las ruedas, pueden estar cubiertas por una capa elástica amortiguadora y pueden colocarse en el exterior de los vagones. Permanent rare earth magnets such as samarium or neodymium are preferred. The wheels can have the magnetic flux distributed radially or longitudinally or even inclined relative to the wheels, they can be covered by an elastic damping layer and can be placed on the outside of the wagons.

Unos sensores eléctricos detectan que las ruedas no hacen contacto con el rail aumentando el flujo de corriente a través de las bobinas y reducen la separación de las ruedas de imanes permanentes. Electrical sensors detect that the wheels are not making contact with the rail, increasing the current flow through the coils and reducing the separation of the permanent magnet wheels.

Los raíles generalmente de sección tubular, pueden estar formados por múltiples láminas aisladas y adosadas longitudinal o transversalmente entre sí. Para evitar las corrientes de Foucault. Con el interior hueco se puede utilizar para enfriar o calentar los mismos con temperaturas extremas. Rails are generally tubular in section and can be made up of multiple insulated sheets attached longitudinally or transversely to each other to avoid eddy currents. With a hollow interior, they can be used to cool or heat the rails at extreme temperatures.

Los sistemas de ruedas magnéticas trabajan reduciendo la fuerza del peso de los vagones sobre los raíles, pero sin llegar a levitarlo totalmente. Puede ser necesario que el alma o viga inferior del rail sea de material no magnético. Magnetic wheel systems work by reducing the force of the weight of the cars on the rails, but without completely levitating them. It may be necessary for the lower rail web or beam to be made of non-magnetic material.

Los vagones se pueden interconectar con un sistema de fuelle tipo oruga. The wagons can be interconnected with a caterpillar-type bellows system.

En emergencia unas baterías pueden accionar el sistema en caso de fallo. In an emergency, batteries can power the system in the event of a failure.

Los vagones pueden utilizar unas ruedas laterales con el eje vertical y/o ligeramente inclinado morro abajo. Wagons may use side wheels with the axle vertical and/or slightly inclined nose down.

En general el descarrilamiento es evitado por el uso de parejas de las ruedas polea inclinadas, por las ruedas electromagnéticas o magnéticas que atraen el rail en su zona superior, por las rudas que inciden lateralmente sobre el alma del rail, y quedan atrapadas por la cabeza del mismo, por las ruedas que realizan la levitación y que actúan en la zona inferior de las aletas laterales que portan el alma del rail y por los sensores que detectan la separación del rail e incrementan la atracción de las ruedas de electroimanes. Pueden aplicarse todas o parte de estos sistemas simultáneamente. Derailment is generally prevented by the use of pairs of inclined pulley wheels, by electromagnetic or magnetic wheels that attract the rail in its upper zone, by wheels that affect the rail core laterally and are trapped by the head of the same, by wheels that perform levitation and act on the lower zone of the lateral fins that carry the rail core and by sensors that detect the separation of the rail and increase the attraction of the electromagnet wheels. All or part of these systems can be applied simultaneously.

Puede usar amortiguación de caucho, neumática, hidráulica, de flejes o de muelles helicoidales. Para lugares arenosos y para muy altas velocidades puede ser necesario que discurra soterrado. Las altas velocidades prácticamente no permiten las curvas. Por lo anterior, y para evitar las curvas, se procurará que los cambios de dirección se realicen en las estaciones, es decir, se circularía en línea recta de estación a estación. It can use rubber, pneumatic, hydraulic, strap or helical spring damping. For sandy areas and for very high speeds it may be necessary to run underground. High speeds practically do not allow curves. For this reason, and to avoid curves, changes of direction will be made at stations, that is, the train would run in a straight line from station to station.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La figura 1 muestra una vista esquematizada y seccionada de un vagón y de vía del sistema de la invención. Figure 1 shows a schematic and sectional view of a wagon and track of the system of the invention.

Las figuras 2 a la 6 muestran vitas esquematizadas y parcialmente seccionadas, variantes del vagón y vía del sistema de la invención. Figures 2 to 6 show schematic and partially sectioned views of variants of the wagon and track of the system of the invention.

Las figuras 7, 9, 10, 11 y 13 muestran vistas esquematizadas y parcialmente seccionadas de variantes de ruedas y railes. Figures 7, 9, 10, 11 and 13 show schematic and partially sectioned views of wheel and rail variants.

La figura 8 y 12 muestran vistas esquematizadas y parciales de unas ruedas y su rail. Figures 8 and 12 show schematic and partial views of some wheels and their rail.

La figura 14 muestra una vista esquematizada y en perspectiva de un vagón del tren de la invención. Figure 14 shows a schematic and perspective view of a car of the train of the invention.

La figura 15 muestra un diagrama de bloques de funcionamiento del sistema de la invención.Realización preferente de la invenciónFigure 15 shows a block diagram of the operation of the system of the invention. Preferred embodiment of the invention

La figura 1 muestra el sistema preferente de la invención, formado por el vagón (1) de sección semiovalada, el cual está soportado por la rueda polea (2p) cuya garganta rueda sobre la cabeza semicicircular del rail, formado por el alma (4) la cual se incrusta en el cimiento de hormigón armado (5). realizado en o sobre el terreno (13) La rueda está cerca del centro de gravedad del vagón. Figure 1 shows the preferred system of the invention, formed by the wagon (1) of semi-oval section, which is supported by the pulley wheel (2p) whose groove rolls on the semicircular head of the rail, formed by the soul (4) which is embedded in the reinforced concrete foundation (5). made in or on the ground (13) The wheel is close to the centre of gravity of the wagon.

La figura 2 muestra el vagón (1) de sección ovalada, el cual está soportado por la rueda polea (2p) cuya garganta rueda sobre la cabeza semicicircular del rail formado por el alma (4) la cual se incrusta en el cimiento de hormigón armado (5) realizado en o sobre el terreno (13). La rueda está ligeramente más baja que el centro de gravedad por lo cual es más inestable. El cimiento tiene forma de sección triangular. Figure 2 shows the wagon (1) of oval section, which is supported by the pulley wheel (2p) whose groove rolls on the semicircular head of the rail formed by the web (4) which is embedded in the reinforced concrete foundation (5) made in or on the ground (13). The wheel is slightly lower than the centre of gravity, making it more unstable. The foundation has a triangular section.

La figura 3 muestra el vagón (1) de sección ovalada, el cual está soportado por la rueda polea (2p) cuya garganta rueda sobre la cabeza semicicircular del rail formado por el alma (4) la cual se incrusta en el cimiento de hormigón armado (5). realizado en o sobre el terreno (13). La rueda está ligeramente más baja que el centro de gravedad por lo cual es más inestable. El cimiento tiene forma de sección rectangular. Figure 3 shows the wagon (1) of oval section, which is supported by the pulley wheel (2p) whose groove rolls on the semicircular head of the rail formed by the web (4) which is embedded in the reinforced concrete foundation (5). made in or on the ground (13). The wheel is slightly lower than the centre of gravity, making it more unstable. The foundation has a rectangular section.

La figura 4 muestra el vagón (1) de sección semiovalada, el cual está soportado por la rueda polea (2p) cuya garganta rueda sobre la cabeza semicicircular del rail formado por el alma (4) la cual se incrusta en el cimiento de hormigón armado (5). realizado en o sobre el terreno (13). La rueda está cerca del centro de gravedad del vagón. El alma porta unas aletas horizontales (4h) bajo las cuales unas ruedas electromagnéticas (2e) (que pueden ser magnéticas, (2m) actúan por atracción y lo levitan total o parcialmente sin frenar al vehículo. Estas ruedas también pueden actuar debajo de las aletas con el eje horizontal. Figure 4 shows the wagon (1) of semi-oval section, which is supported by the pulley wheel (2p) whose groove rolls on the semicircular head of the rail formed by the web (4) which is embedded in the reinforced concrete foundation (5). made in or on the ground (13). The wheel is close to the centre of gravity of the wagon. The web carries horizontal fins (4h) under which electromagnetic wheels (2e) (which can be magnetic, (2m) act by attraction and levitate it totally or partially without braking the vehicle. These wheels can also act under the fins with the horizontal axis.

La figura 5 es similar al de la figura 2, muestra el vagón (1) de sección ovalada, el cual está soportado por la rueda polea (2p) cuya garganta rueda sobre la cabeza semicicircular del rail, formado por el alma (4) la cual se incrusta en el cimiento de hormigón armado (5). realizado en o sobre el terreno (13). La rueda está ligeramente más baja que el centro de gravedad por lo cual es más inestable. El cimiento tiene forma de sección triangular. Añade las ruedas estabilizadoras laterales (2s). Figure 5 is similar to that of figure 2, it shows the wagon (1) of oval section, which is supported by the pulley wheel (2p) whose groove rolls on the semicircular head of the rail, formed by the soul (4) which is embedded in the reinforced concrete foundation (5). made in or on the ground (13). The wheel is slightly lower than the centre of gravity, making it more unstable. The foundation has a triangular section. Add the lateral stabilizing wheels (2s).

La figura 6 es similar al de la figura 3, muestra el vagón (1) de sección ovalada, el cual está soportado por la rueda polea (2p) cuya garganta rueda sobre la cabeza semicicircular del rail, formado por el alma (4) la cual se incrusta en el cimiento de hormigón armado (5). realizado en o sobre el terreno (13). La rueda está ligeramente más baja que el centro de gravedad por lo cual es más inestable. El cimiento tiene forma de sección rectangular. Añade las ruedas estabilizadoras (2s). Figure 6 is similar to that of Figure 3, it shows the wagon (1) of oval section, which is supported by the pulley wheel (2p) whose groove rolls on the semicircular head of the rail, formed by the soul (4) which is embedded in the reinforced concrete foundation (5). made in or on the ground (13). The wheel is slightly lower than the centre of gravity, making it more unstable. The foundation has a rectangular section. Add the stabilizing wheels (2s).

La figura 7 muestra la pareja de ruedas poleas (2p) que atrapan la cabeza del rail cuya alma es (4) y está insertado en el cimiento (5). En los laterales del alma porta las ruedas estabilizadoras (2s). Figure 7 shows the pair of pulley wheels (2p) that catch the head of the rail whose web is (4) and is inserted in the foundation (5). On the sides of the web it carries the stabilizing wheels (2s).

La figura 8 muestra sobre los raíles (3r o 3c) y alma (4), la rueda electromagnética (2e) que atrae el rail, pero no frena al vagón. Figure 8 shows on the rails (3r or 3c) and soul (4), the electromagnetic wheel (2e) that attracts the rail, but does not brake the wagon.

La figura 9 muestra la rueda electromagnética (2e) sobre el rail (3c) de cabeza circular. Su interior (3i) puede usarse para enviar agua o un fluido que enfrie o caliente al rail. Siendo (4) el alma del rail. Figure 9 shows the electromagnetic wheel (2e) on the rail (3c) with a circular head. Its interior (3i) can be used to send water or a fluid to cool or heat the rail. (4) is the core of the rail.

La figura 10 muestra el rail con el alma (4) de cabeza rectangular o estándar, incrustado en el cimiento (5) y la rueda (2r) con la garganta rectangular. Figure 10 shows the rail with the web (4) with a rectangular or standard head, embedded in the foundation (5) and the wheel (2r) with the rectangular groove.

La figura 11 muestra la rueda (2p) sobre el rail de alma (4) insertado en el cimiento (5) y los inyectores (6) incidiendo a ambos lados del alma. Figure 11 shows the wheel (2p) on the web rail (4) inserted in the foundation (5) and the injectors (6) affecting both sides of the web.

La figura 12 muestra la rueda (2p) sobre el rail de alma (4) y las ranuras o resaltes (7) sobre los que insuflan aire los inyectores (6) actuando como propulsores y estabilizadores. Figure 12 shows the wheel (2p) on the web rail (4) and the slots or projections (7) on which the injectors (6) blow air, acting as propellers and stabilizers.

La figura 13 muestra la rueda (2p) sobre e rail de alma (4) insertado en el cimiento (5). Alimentando de corriente alterna desde el generador (12) a la placa (10). La corriente es captada por la escobilla (16) y enviada hacia la alimentación del vagón. La placa (10) está aislada mediante la capa o placa aislante (9). La energía eléctrica externa se aplica en múltiples tramos con generadores independientes. Figure 13 shows the wheel (2p) on the web rail (4) inserted in the foundation (5). Feeding alternating current from the generator (12) to the plate (10). The current is captured by the brush (16) and sent to the wagon feed. The plate (10) is insulated by the insulating layer or plate (9). The external electric energy is applied in multiple sections with independent generators.

La figura 14 muestra al vagón (1) sobre e rail (3c) en el que se apoya con las ruedas poleas (2p). Porta aletas estabilizadoras sobre el fuselaje (14) y unas ranuras (15) por las que se insufla aire a presión, inclinado y hacia atrás reduciendo la fricción superficial del vagón. Figure 14 shows the wagon (1) on the rail (3c) on which it rests with the pulley wheels (2p). It has stabilizing fins on the fuselage (14) and slots (15) through which pressurized air is blown, tilted and backwards, reducing the surface friction of the wagon.

La figura 15 muestra un microprocesador al que se le suministran datos del panel de control, giróscopos, acelerómetros, GPS, mando de gases, mando pedal de frenos, peso vehículo, contador de señales para medir la velocidad, sensores medidores de la separación ruedas del rail, viento lateral y avisos de terremotos. Los procesa y proporciona control de separación vagón rail, control de velocidad, indicador de velocidad, actuación de frenos y avisos de fallos. Figure 15 shows a microprocessor that is supplied with data from the control panel, gyroscopes, accelerometers, GPS, throttle control, brake pedal control, vehicle weight, speed counter, sensors measuring wheel-rail separation, crosswind and earthquake warnings. It processes these and provides rail car separation control, speed control, speed indicator, brake actuation and fault warnings.

Claims

1. Propulsion, stabilization and suspension system for monorail trains, of the type that uses ultralight monocoque-type wagons with aerodynamic, oval or semi-oval cross-sections, which surround, except for their lower area, a rail with a circular, semicircular or semi-oval section, mounted on the ground and by columns, uses pulley wheels that rest on the rail, the wagons are reduced in weight and are levitated, characterized in that it comprises:

Ultralight wagons that surround a rail, except for its lower area;

A rail whose head is circular, semicircular, oval or rectangular in section and runs on the ground, supported on columns in steep areas;

Some attraction or fastening systems between wagons and rail;

Some suspension or levitation systems for the wagons;

Lateral stabilization systems for the wagons;

Some propulsion systems for the cars;

An electrical power supply system,

A system for reducing lateral friction of wagons,

A safety and anti-derailment system and

A microprocessor that controls the operation of the entire system.

2. System according to claim 1, characterized in that the attraction or clamping system consists of electromagnetic wheels (2e) or permanent magnets (2m) that roll on and attract the ferromagnetic rails.

3. System according to claim 1, characterized in that the attraction or fastening system consists of multiple inclined ailerons or fins (14) in the upper area of the wagons.

4 System according to claim 1, characterized in that the suspension or levitation system consists of electromagnetic wheels or permanent magnets (2e,2m), which affect under the lower lateral areas of horizontal lateral fins that carry the core of the rails.

5. System according to claim 1, characterized in that the suspension and damping system is made of rubber, pneumatic, straps or helical springs.

6. System according to claim 1, characterized in that the stabilization system is carried out with sensors that capture the separation and lateral inclination of the wagons and feed electromagnet wheels that automatically bring the wagons closer together or center them.

7. System according to claim 1, characterized in that the propulsion is carried out with inclined side wheels that press on the rail.

8. System according to claim 1, characterized in that the propulsion is carried out with magnetic wheels that surround the rail, driven with electric motors.

9. System according to claim 1, characterized in that pulley wheels driven by motors are used for propulsion.

10. System according to claim 1, characterized in that electric motors are used to propel the vehicles.

11. System according to claim 1, characterized in that the propulsion of the vehicles is done using combustion engines, hydrogen, gasoline, diesel, gas turbines and fuel cells.

12. System according to claim 1, characterized in that the wagons use side wheels with the axis vertical and slightly inclined nose down (2s).

13. System according to claim 1, characterized in that the electromagnetic and magnetic wheels rotate at a distance of one to several centimeters from the rails and carry integral travel limit wheels.

14. System according to claim 1, characterized in that the rails consist of multiple longitudinally or transversely insulated ferromagnetic sheets.

15. System according to claim 1, characterized in that the rails on which the wheels rest have a semicircular section head and the lower area (4) or core of the rail has two inclined faces or surfaces that converge downwards.

16. System according to claim 1, characterized in that the wheel axles are supported or rotate on air bearings or axle boxes.

17. System according to claim 1, characterized in that the wagons are made of carbon fiber, glass, kevlar and alloys of aluminum, magnesium, and mixtures of graphene and graphene oxide.

18. System according to claim 8, 9 and 10, characterized in that the motor shafts are applied directly to the magnetic or electromagnetic wheels.

19. System according to claim 1, characterized in that the electrical supply is carried out with batteries, fuel cells and external alternating electric current.

20. System according to claim 19, characterized in that the external current is sent through the rail and/or through metal bands that act as capacitors.

21. System according to claim 1, characterized in that the wagons use V-pulley wheels (2p) on and surrounding a circular section tubular rail (3c).

22. System according to claim 1, characterized in that injectors (6) apply jets of air between the wheels and the rail, producing partial levitation which prevents friction.

23. System according to claim 1, characterized in that the microprocessor processes the signals from the control panel, gyroscopes, accelerometers, front and rear separation sensors distributed around the wagons, throttle control, brakes, front and rear weight of the vehicle, rail joint counter, crosswind and the GPS signal, the microprocessor, once the data has been processed, and with the corresponding algorithm, provides and sends multiple and repetitive front and rear stabilization control signals, front and rear zone levitation signals sent to electromagnets that control the wheel-rail separation, and system fault warning signals, speed control, braking, propulsion and speed indication.

24. System according to claim 1, characterized in that lateral stability is achieved by placing the weight of the load, installations and fuel in the lowest area of the wagons, placing the head of the rail in the high area of the interior of the wagon and above its center of gravity.

25. System according to claim 1, characterized in that the reduction of lateral friction of the wagons is achieved by using a double wall and between them a pressurized chamber whose air is discharged to the outside through multiple slits or holes through the outermost wall which is porous.

26. System according to claim 1, characterized in that the external electrical energy applied is of high frequency and high voltage with respect to the network standard.

27. System according to claim 1, characterized in that the external electrical energy is applied in multiple sections with independent generators.