ein Projekt von Sung-Jun Cho, Cédric Meschke, René Sauter und Jan Zellerhoff Monorail 2025 betreut von Professor Trauernicht Universität Wuppertal SS 2008 Dokumentation.indd 1 24.11.08 14:24 wer wir sind warum das Thema Einleitung warum 2025 Dokumentation.indd 2 die Marktlücke 24.11.08 14:24 wer wir sind Wir sind 4 IndustrialDesign-Studenten. Seit 6 Semestern studieren wir an der Universität Wuppertal. Dies ist unser 3. gemeinsames Projekt in dem wir unsere unterschiedlichen Denkweisen und Fähigkeiten bündeln. Das Ergebnis unserer 7-monatigen Zusammenarbeit ist ceris. René Sauter Sung-Jun Cho Jan Zellerhoff Cédric Meschke 3 Dokumentation.indd 3 24.11.08 14:24 warum das Thema Als Wuppertaler Industrial Design Studenten erlagen wir der Faszination der Schwebebahn. Irgendwann kommt zwangsläufig die Frage auf wieso gibt es die Schwebebahn nirgendwo anders ? und wie sähe eine solche heutzutage aus ? In unseren Augen hat das Konzept der Hängebahn viele Potentiale. Es ist schade, dass es im ÖPNV nur ein Nischendasein führt. In einem freien Entwurf wollten wir Lösungsansätze suchen, die Hängebahn populärer zu machen und Wege aufzeichnen, sie als feste Größe neben Bus, Straßenbahn, Metro und S-Bahn zu etablieren. 4 Dokumentation.indd 4 24.11.08 14:24 die Marktlücke Investitionsumfang Die Monorail füllt eine interessante Lücke zwischen Straßenbahn und Metro hinsichtlich Investitionsumfang, Kapazität und Beeinflussung durch die Umwelt. Kapazität Umwelteinfluss Straßenbahn Monorail Metro 0% 100 % 0% 100 % 0% 100 % Im Segment der Monorails selbst fehlt es zur Zeit an systembasierten Serienprodukten, die effizient an Kundenwünsche angepasst werden können. 5 Dokumentation.indd 5 24.11.08 14:24 warum 2025 Die Entwicklung einer neuen Monorail dauert 10 – 15 Jahre. Diesen langen Prozess wollten wir berücksichtigen und eine Bahn entwerfen die zu ihrer Markteinführung aktuell sein werde. So setzten wir uns nicht nur mit den heutigen Bedürfnissen der Fahrgäste auseinander, sondern antizipierten auch jene im Jahre 2025. 6 Dokumentation.indd 6 24.11.08 14:24 warum eine Hängebahn das Gleissystem Konzept der Grundgedanke Modularität als Prinzip das Gelenk die Formsprache Dokumentation.indd 7 24.11.08 14:24 warum eine Hängebahn Bei den Monorails unterscheidet man zwischen den Sattel- und den Hängebahnen. Hinsichtlich Zuverlässigkeit, Aufwand und Kosten unterscheiden sich beide Systeme kaum. Der Vorteil einer Hängebahn liegt in der freien Sicht nach unten, die es dem Fahrgast erlaubt in die Umwelt einzutauchen. Zudem erzeugt diese das besondere Gefühl des Schwebens. 8 Dokumentation.indd 8 24.11.08 14:24 das Gleissystem Gummierung Das Gleissystem ist an das Prinzip der Wuppertaler Schwebebahn angelehnt, welches durch einen ruhigen Lauf und einsehbare Antriebstechnik gekennzeichnet ist. 2-teiliges Laufrad Die hohe Geräuschentwicklung reduzieren wir durch eine eingelegte Gummierung im Laufrad. Stromabnehmer 9 Dokumentation.indd 9 24.11.08 14:24 der Grundgedanke Wir entschieden uns für ein fahrerloses System. Hiermit lassen sich kürzere Zykluszeiten und ein höherer Komfort, durch den Wegfall des Pendelns sowie gleichmäßiges Beschleunigen, realisieren. Dieses ermöglicht ein spontanes Reagieren auf ein verändertes Fahrgastaufkommen. 10 Dokumentation.indd 10 24.11.08 14:24 der Grundgedanke Heutzutage wird durch Anpassung der Taktzeit auf die unterschiedlichen Fahrgastaufkommen reagiert. Dies schränkt in den Nebenzeiten die Verfügbarkeit stark ein.In Zukunft wird genau diese in hohem Maße eingefordert werden. Unser Grundprinzip basiert auf der Idee, die Gefäßgröße des Verkehrsmittels an das Fahrgastaufkommen anzupassen – bei gleichbleibender Taktzeit. Hierzu haben wir ein System entwickelt, das aus 3 Modulen besteht. In den Endstationen kann der Zug durch Hinzufügen oder Entnehmen von Modulen auf die jeweilige Situation abgestimmt werden. 11 Dokumentation.indd 11 24.11.08 14:24 der Grundgedanke Das 4,50 m lange Hauptmodul stellt den bestmöglichen Kompromiss für ein effizientes Betreiben dar. Es besteht aus Segmenten von 1,50 m Länge, die jeweils 2 Stuhlreihen aufnehmen. Die Türen befinden sich nur in diesem Modul. Aufnahmemodul Abschlussmodul 3m Hauptmodul 1,1 m Das erste Segment des Abschlussmoduls stimmt mit denen des Hauptmoduls überein. Die Front kann je nach Kundenwunsch gestaltet werden. In den Abschlussmodulen ist die gesamte Steuerungselektronik untergebracht. 4,50 m Das Aufnahmemodul fungiert als Gelenk. Auf beiden Seiten des Gelenks befindet sich ein Einzelrad-Fahrwerk. So ist eine homogene Lastverteilung bei gleichzeitigem geringen Gewicht möglich. 12 Dokumentation.indd 12 24.11.08 14:24 Modularität als Prinzip Das Hauptmodul wird von 2 Deckenträgern abgehängt. Diese übertragen die Last an das Aufnahmemodul. Spanten, die mit den Trägern verbunden sind, und Profile bieten die Basis für die Verkleidung sowie Innenraumausstattung. Deckenträger mit Spanten + Profile + Innen- und Aussenverkleidung + Innenausstattung 13 Dokumentation.indd 13 24.11.08 14:24 Modularität als Prinzip Die Profile dienen im Innenraum als Installationsschienen für Verkleidung, Bestuhlung, Haltestangen und weitere Komponenten. Dieses System bietet eine hohe Flexibilität bei der Neuanordnung, dem Austausch und dem Einbringen neuer Elemente. Bis auf die Heizung, die sich im Unterboden befindet, ist die gesamte Technik über die herunterklappbare Deckenverkleidung vom Innenraum aus erreichbar. Schnitt durch Hauptmodul mit Profilen 14 Dokumentation.indd 14 24.11.08 14:24 das Gelenk Auf Grundlage eines Patents von 2002 entwickelten wir ein sehr kurzes Gelenk mit großer Durchgangsbreite. Anders als klassische Gelenke hat es 2 Drehpunkte, einen für jeweils eine Kurvenrichtung. Das Durchgangsmodul ist frei aufgehängt, und ermöglicht einen angenehmen Aufenthalt im Gelenk. Linkskurve Rechtskurve 15 Dokumentation.indd 15 24.11.08 14:24 die Formsprache alternative Werkstoffe innovativ umweltfreundlich zukunftssicher modern Effizienz leicht sauber alternative Energiequellen schnell Leichtigkeit schweben effektiv leise flexibel gleiten reduziert anpassungsfähig schnittig grazil elegant spaßig pendelnd zuverlässig staufrei sicher pünktlich zeitlosigkeit sympathisch Sicherheit verbraucherorientiert benutzerfreundlich stressfrei bequem ausgereift bewährt wartungsarm kostengünstig ökonomisch familienfreundlich Erlebnis Touristenmagnet Stadtbild erleben Stadtbild prägend gute Aussicht Stationsarchitektur Freiheitsgefühl außergewöhnlich Unikat Das Sicherheitsgefühl soll durch eine einheitliche Farbkodierung, die offensichtliche Entgleisungssicherheit sowie eine gewisse Robustheit unterstützt werden. Transparente Strukturen und die Hervorhebung der Modularität sollen den Effizienzgedanken transportieren. Durch Panoramascheiben, erlebbare Technik und einen interaktiven Innenraum wollen wir die Fahrt zu einem besonderen Erlebnis machen. 16 Dokumentation.indd 16 24.11.08 14:24 Grundgestaltung die Regenrinne Exterieur Verriegelung das Fahrgestell das Fahrwerk Dokumentation.indd 17 24.11.08 14:24 die Grundgestaltung Um das Prinzip des Hängens zu betonen, entschieden wir uns für einen trapezförmigen Querschnitt. Daraus folgt zudem ein besserer Ausblick nach unten. Die Gestaltung der Front wurde zusätzlich durch Anforderungen an die Aerodynamik beeinflusst. Die polygone Formsprache wurde gewählt, um den technoiden Charakter der Bahn zu unterstreichen. Gleichzeitig achteten wir darauf die Formsprache nicht zu expressiv zu gestalten, so dass sie langfristig auf Akzeptanz trifft. Diesen Anspruch verfolgten wir mit einer einheitlichen Designlinie für Interieur und Exterieur. 18 Dokumentation.indd 18 24.11.08 14:24 die Grundgestaltung Besondere Beachtung fand die Gestaltung der Front- und Heckleuchten, da diese bei Dunkelheit das auffälligste Merkmal der Bahn sind. Beide unterscheiden sich und lassen doch das gemeinsame Konzept erkennen. 19 Dokumentation.indd 19 24.11.08 14:24 die Regenrinne Die integrierte Regenrinne schützt den Fahrgast beim Ein- und Aussteigen vor nachlaufendem Regenwasser. Um die Verschmutzung der Scheiben zu mindern und bei Regen einen besseren Ausblick zu gewährleisten, zieht sie sich über die gesamte Zuglänge. Die Gelenke dienen zur Ableitung des Regenwassers. Gestalterisch findet die Regenrinne ihre Fortsetzung in der Verriegelungsfuge. 20 Dokumentation.indd 20 24.11.08 14:24 Verriegelung An den Stationen verhindert eine sich eindrehende Verriegelung, dass die Bahn ins Pendeln gerät. So ist ein sicherer Einund Ausstieg der Fahrgäste gewährleistet. Querschnitt mit eingedrehter Verriegelung 21 Dokumentation.indd 21 24.11.08 14:24 das Fahrgestell Mit Hilfe von Hydraulikzylindern lässt sich die Lage des Fahrgestells quer zur Fahrtrichtung verstellen. Damit wird sichergestellt, dass der Zug unabhängig von der Zuladung im Lot hängt. Das Fahrgestell ist drehbar gelagert um Kurven optimal durchfahren zu können. 22 Dokumentation.indd 22 24.11.08 14:24 das Fahrwerk Radnabenmotor Getriebe elektronische Keilbremse Die Fahrwerke bestehen aus einzeln aufgehängten und mitlenkenden Rädern. Die gesamte Antriebs- und Bremstechnik ist in die Räder integriert. Um die ungefederte Masse möglichst gering zu halten, ist die Luftfederung direkt an das Rad montiert. Sie dient auch zur Niveauregulierung. Feststehende Radkappen leiten die Kühlluft zu den Bremsen und Motoren. Luftfederung feststehende Radkappe 23 Dokumentation.indd 23 24.11.08 14:24 der Eingangsbereich das Stuhlkonzept das Gelenkmodul Interieur die Haltestangen das Deckensystem das Infotainmentsystem Heck- und Frontbereich Dokumentation.indd 24 24.11.08 14:24 der Eingangsbereich Bei der gesamten Gestaltung des Interieures legten wir viel Wert auf Barrierefreiheit. Der ebenerdige Zustieg unterstreicht dies. Eine Türöffnungsbreite von 1,30 m ermöglicht einen raschen Aus- und Zustieg der Fahrgäste. Damit diese nicht den Fluss stören, indem sie sich direkt an den Türen aufhalten, ragt der Türumriss portalartig in den Innenraum. Auf Glastrennelemente wurde bewusst verzichtet, da diese das Raumgefühl schmälern und zudem das Leergewicht erhöhen. Oben in den Türumriss ist der Nothahn für das manuelle Türöffnen in Notsituationen eingelassen. Dieser wird durch einfaches Ziehen betätigt. Blinkende Pfeile außen wie innen zeigen ein bevorstehendes Öffnen oder Schließen der Türen an. 25 Dokumentation.indd 25 24.11.08 14:24 das Stuhlkonzept Der Stuhl ist ein zentrales Element in einem öffentlichen Verkehrsmittel. Bei unseren Handlunsanalysen stellten wir fest, dass Klappstühle den Zugang und die Gepäckverwahrung vereinfachen sowie dass viele Leute für kurze Strecken auf Stehhilfen zurückgreifen. Befragungen ergaben, dass Polstersitze bevorzugt werden, auch wenn Anmutung und Hygiene in Zweifel gezogen wurden. Aus diesen Erkenntnissen heraus entwickelten wir unseren Stuhl. Dieser überzeugt durch gute Wartbarkeit, Zugänglichkeit und seine Multifunktionalität. 26 Dokumentation.indd 26 24.11.08 14:24 das Stuhlkonzept dient hochgeklappt als Stehhilfe komfortable Armlehne im Fensterbereich spezielle Stoffbezüge sind antibakteriel, schnittfest und atmungsaktiv die Sitzbezüge lassen sich leicht austauschen Griff als (Auf-)stehhilfe 27 Dokumentation.indd 27 24.11.08 14:24 das Gelenkkonzept Das Durchgangsmodul eröffnet uns die Möglichkeit in das Gelenk wahlweise eine Notrufsäule, Mülleimer oder Anzeigeflächen zu integrieren. Die Notrufsäule vereint bei Bedarf Feuerlöscher, Erste Hilfe und ein neuartiges Notrufsystem. Letzteres erlaubt im Notfall eine visuelle Kommunikation mit der Zentrale und unterstützt den Hilfesuchenden, z.B. bei der Inbetriebnahme des Feuerlöschers. aktives Notrufsystem, Videotelefonie mit der Zentrale Die Konzeption des Mülleimers schützt den Nutzer vor einem Kontakt mit den Abfällen durch eine geschützte Griffmulde. Alternativ schwingt der Abfallbehälter nach einem Druck mit dem Fuß auf. 28 Dokumentation.indd 28 24.11.08 14:24 das Gelenkkonzept Öffnung des Mülleimers per Fußdruck 29 Dokumentation.indd 29 24.11.08 14:24 die Haltestangen Die seitlichen Haltestangen sind stets doppelt ausgeführt. Die obere Stange ist dafür ausgelegt Erwachsenen Halt zu bieten, während die untere eine angenehme Höhe für Kinder und Behinderte aufweist. 2 Stangen an der Decke sind bei voll besetzten Zügen eine zusätzliche Haltemöglichkeit. Diese sind unabhängig von der Bestuhlungssituation gut erreichbar. 30 Dokumentation.indd 30 24.11.08 14:24 das Deckensystem Mittig in die Decke wurden wartungsarme und energiesparende LED-Leuchten integriert. Diese werden ergänzt durch jeweils 2 seitliche LED-Strahler, die atmosphärisches Licht erzeugen. Zwischen den LED-Leuchten befinden sich die Lautsprecher. Vorne und hinten im Hauptmodul befinden sich die Stationsanzeigen. Dabei handelt es sich um OLED-Displays, die sich durch eine besonders brillante Darstellung auszeichnen. 31 Dokumentation.indd 31 24.11.08 14:24 das Infotainmentsystem Mit OLED-Displays ausgestattete Scheiben erlauben das Einblenden unterschiedlichster Informationen ohne den Ausblick stark zu beeinträchtigen. Denkbar sind Informationen zu Sehenswürdigkeiten entlang der Strecke, Anschlussverbindungen oder Nachrichten aus dem Tagesgeschehen. Auch eine Einblendung von Werbung ist denkbar. 32 Dokumentation.indd 32 24.11.08 14:24 Heck- und Frontbereich Wir schafften im Front- und Heckbereich 2 unterschiedliche Ambiente. Vorne findet der Fahrgast eine Aussichtsplattform. Der völlig ungestörte Blick aus Front- und Heckscheibe trägt zum besonderen Erlebnis dieser Bahn bei. Im Heckbereich erzeugt eine durch das Gelenk leicht separierte Sitzgruppe eine gemütliche Lounge-Atmosphäre. 33 Dokumentation.indd 33 24.11.08 14:24 Ausblick der Fahrweg potentielle Märkte Danke Dokumentation.indd 34 24.11.08 14:24 der Fahrweg Der Fahrweg sollte in Serie gefertigt werden können, schnell aufzuständern sein und möglichst große Spannweiten realisieren. Er sollte sich möglichst unauffällig in die Umwelt einfügen. Diese sowohl an Schrägseilbrücken als auch an den Fahrweg des Aerobus 1975 in Mannheim angelehnte Version, stellt unseren Vorschlag hierzu dar. 35 Dokumentation.indd 35 24.11.08 14:24 potentielle Märkte Die für eine Hängebahn notwendigen Strukturen lassen sich in europäischen Ländern nur problematisch nachträglich einfügen. Relativ junge Großstädte bieten mit ihrer großzügigeren Infrastruktur deutlich bessere Rahmenbedienungen. Speziell Schwellenländern, mit ihren zur Zeit geplanten Mega-Cities und der dortigen Problematik überlasteter Verkehrswege, stellen potentielle Märkte dar. 36 Dokumentation.indd 36 24.11.08 14:24 Danke Wir danken Herrn Hoffmann, Herrn Kaulfuß und Herrn Sonntag vom WSW für die vielen hilfreichen Gespräche und Führungen. Frau Birkenbach und Frau Scheidt für die schnelle und großzügige Unterstützung. Herrn Petermann und Herrn Schupp von H-Bahn21 für die sehr ausführliche Führung und das lange Gespräch. Familie Sauter für die Unterstützung und Verköstigung während des Modellbaus. ...sowie allen Kommilitonen und Angestellten, die uns während des Projektes immer wieder aufmunternd zur Seite standen. 37 Dokumentation.indd 37 24.11.08 14:24 SPONSORED BY 38 Dokumentation.indd 38 24.11.08 14:24
© Copyright 2024 ExpyDoc
