DE4142914C2 - Biegeweiche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Biegeweiche für spurgebende Fahrbahnen mit biegbaren Zungen und mit einem um eine zentrale vertikale Drehachse schwenkbar gelagerten Herzstück. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zum Stellen der Biegeweiche.

Hochgeschwindigkeitsbahnen und Hängebahnen, insbesondere Magnetschwebebahnen, haben eine von den üblichen Eisenbahnschienen stark abweichende spurgebende Fahrbahn, weil die Fahrzeuge in der Regel mit horizontal und zur Kippsicherheit auch vertikal geführten, die Fahrbahn untergreifenden Laufwerken ausgerüstet sind. Magnetschwebebahnen verfügen darüberhinaus über Linearmotoren, wobei die Statoren fest in die Fahrbahn integriert sind und die Läufer sich im Fahrzeug befinden.

Eine Biegeweiche für derartige Bahnen ist aus der DE-A1-21 48 697 bekannt. Von der geradeaus führenden Fahrbahn werden an einem Abzweig, einer Weiche, die Fahrbahnteile parallel zu dem Abzweig gebogen. Die Weiche ist nur prinzipiell dargestellt; zu dem Herzstückbereich sind keine näheren Ausführungen gemacht worden. Die Schwierigkeiten, für derartige Weichen ein Übergangsstück, z. B. ein Herzstück, zu finden, das es ermöglicht, das Fahrzeug sanft in den Abzweig der Weiche zu leiten, sind nicht erläutert.

Im Stand der Technik sind auch schwenkbare Weichenabschnitte zu finden. Als Beispiel sei die DE-A1-39 35 323 genannt. Das Fahrzeug wird durch ein schwenkbares, innerhalb des Fahrwegprofiles liegendes Zungenstück in den Abzweig geleitet. Dieses Weichenmittelstück weist im wesentlichen das gleiche Profil wie die übrigen Fahrbahnen auf. Das Weichenmittelstück kann die Laufräder des Fahrzeuges nicht stetig führen; daher sind zusätzlich Seitenführungsprofile an den jeweils außenliegenden Fahrbahnteilen anzuordnen, um die Lücken der Fahrbahn im Weichenbereich zu überbrücken.

Zwei weitere Vorschläge (DE-C2-27 23 733; DE-C2-29 49 978) sehen daher vor, ein Zungenstück, das etwa im Herzstückbereich beweglich und/oder verschieblich gelagert ist, als beidseitig benutzbares Laufradführungselement auszubilden und, je nach gewünschter Laufrichtung des Fahrzeuges, einmal als Fahrbahnteil für den Geradeauslauf und einmal als Fahrbahnteil für den Abzweig zu benutzen. Es wird also nur eine Zunge verschoben, die einmal als rechte Fahrbahn und einmal als linke Fahrbahn für das Fahrzeug dient. Damit jedoch genügend Platz für das Schwenken und/oder seitliche Verschieben dieser Zunge vorhanden ist, müssen andere Fahrbahnteile zusätzlich aus ihrer Position geschwenkt werden. Diese schwenkbaren Zungen weisen eine Länge von 4 bis 20 mal der Fahrwegbreite auf.

Aus DE 33 03 062 A1 ist eine Biegeweiche für spurgebende Fahrbahnen mit biegbaren Zungen bekannt, deren Herzstück um eine vertikale Achse schwenkbar ist. Auch hier weist das Herzstück eine große Länge auf, was größere Stoßlücken erforderlich macht, so daß beim Durchfahren der Weiche Stöße auftreten. Darüber hinaus ist diese Weiche nicht für Bahnen mit die Fahrbahnen untergreifenden Laufwerken geeignet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Biegeweiche mit Herzstück so auszubilden, daß die Fahrzeuge den Weichenbereich weitestgehend stoßfrei durchfahren können.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Biegeweichen gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 3 gelöst.

Die Ansprüche 2 und 4 geben Verfahren zur Abfolge der Bewegung der Zungen und des Herzstückes an.

Anspruch 5 nennt eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Weichen.

Die Erfindung ermöglicht es, mit einem Minimum an Aufwand für die Fahrbahn und ihren Stellmechanismus sowie an Energie- und Stellzeiten unter Verwendung eines funktionellen und einfachen Bauteiles, mit einem Linearmotor getriebene schwebende oder auf Rädern laufende, spurgeführte Fahrzeuge die Weichen nahezu stoßfrei durchfahren zu lassen. Wegen der geringen Lücken zwischen den Fahrbahnabschnitten ist die Möglichkeit gegeben, die Statorpakete fast durchgehend auch im Herzstückbereich anzuordnen. Somit funktioniert der Linearmotor auch während der gesamten Weichendurchfahrt. Besondere Führungsrollen, die im Weichenbereich das Fahrzeug tragen müßten, sind nicht erforderlich. Insoweit entspricht der Querschnitt des Herzstückes im wesentlichen dem Querschnitt der Fahrbahn außerhalb des Herzstückes. Im Störfall, einem Stillstand des Fahrzeuges in der Weiche, kann es auch dort wieder mit Eigenantrieb in Fahrt gesetzt werden.

Das Herzstück kann in zwei Varianten gebaut werden.

Die erste Variante des Herzstückes ist so gestaltet, daß mit einer einzigen kurzen Drehbewegung um eine zentrale, vertikale Drehachse die Weiche gestellt werden kann. Die den Zungen zugewandte Herzstückseite ist plan, die gegenüberliegende Seite als Kreisbogenabschnitt ausgebildet.

In einer zweiten Ausführungsform des Herzstückes, z. B. für spurgeführte Fahrzeuge, die keinen Schwebeantrieb haben, sondern auf horizontal unterstützten Rädern laufen, ist vorgesehen, die aneinanderstoßenden Fahrbahnabschnitte, also die Köpfe der Zungen und die diesen gegenüberliegenden feststehenden Fahrbahnteile sowie die den Zungen zugewandten Teile des Herzstückes, schräg zu gestalten, damit die Laufräder oder Führungsrollen des Fahrzeuges stoßfrei auf der Fahrbahn rollen können. In diesem Fall weist das Herzstück eine zu den Zungenköpfen komplementäre Form auf. Dies bedingt, daß während der Weichenstellung das auf der vertikalen Drehachse angeordnete Herzstück zweimal hin und her bewegt werden muß, um die Zungen am Herzstück vorbeischwenken zu können.

Die Herzstücke werden in ihrer jeweiligen Sollposition als Fahrbahnabschnitte durch Verriegelungen gehalten. Dasselbe gilt für die Köpfe der Zungen. Die Verriegelungen sind als Festpunkte ausgelegt, damit die Lücke zwischen dem Herzstück und der Zunge bzw. Der Zunge und dem festen Fahrbahnabschnitt bei jedem Stellvorgang gleich ist. Bei den Herzstücken ist die vertikale Drehachse als Festpunkt ausgelegt. Die theoretisch mögliche thermisch bedingte Dehnung des Herzstückes beträgt max. 1 mm je Richtung und liegt damit etwa im Bereich der Fertigungstoleranzen.

Die Erfindung soll anhand von drei Prinzipskizzen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Biegeweiche,

Fig. 2a, b Draufsichten auf eine zweite Ausführungsform der Biegeweiche.

Fig. 1 zeigt strichliniert die Weiche in Ausgangsstellung für Geradeausfahrt. Der feste Fahrbahnabschnitt 1 wird dabei erreicht, indem die Zungenstücke 31 und 32 der Fahrbahn 3 in strichlinierter Stellung überfahren werden. In analoger Weise ist der feste Fahrbahnabschnitt 2, die Abzweigung, für ein Fahrzeug zu erreichen, nachdem das Herzstück 4 zwischen dem Schwenken der Zungenstücke 31, 32 nach rechts um die Drehachse 9 gedreht wurde. Dabei wandert zunächst der Punkt B1 auf der Zunge 32 in die Position B2 und dann der Punkt A1 auf der Zunge 31 zum Punkt A2. Das Herzstück 4 mit den auf dem Radius R um die Drehachse 9 liegenden Ecken C1, D1, E1, F1 wird rechts herum geschwenkt, bis die Ecken in die Lagen C2, D2, E2, F2 gelangen. In ihren Endlagen werden sowohl die Zungen 31, 32 als auch das Herzstück 4 arretiert. Wegen des möglichst engen Abstandes zwischen dem Herzstück 4 und den Zungen 31 bzw. 32 kann die Drehbewegung des Herzstückes 4 erst eingeleitet werden, wenn die Zunge 32 nicht mehr in Verlängerung des Herstückes 4 liegt. Die Lage der Stoßfugen zwischen den Zungen 31, 32 und den festen Abschnitten der Fahrbahnen 1, 2 ergibt sich aus der dem Herzstück 4 angepaßten Länge der Zungen 31, 32 und deren Schwenkradius.

Fig. 2a zeigt die Situation analog Fig. 1 an einer Biegeweiche, bei der die Stöße zwischen den festen Fahrbahnen 7, 8 und der durch die Zungenteile 61, 62 gebildeten Fahrbahn 6 schräg ausgeführt sind, damit die Laufrollen eines Fahrzeuges die Stoßlücken stoßfrei überfahren können. Bedingt durch die anzupassende Form des Herzstückes 5 im Bereich zwischen den Ecken C7 bis D7 ist für einen Stellvorgang der Weiche außer dem Verbiegen der Zungenstücke 61, 62 das Herzstück 5 um die Drehachse 10 zweimal zu drehen, und zwar zuerst in die eine und dann in die entgegengesetzte Richtung. Möglich ist auch eine Drehung in zwei Etappen linksherum, wobei insgesamt ein Vollkreis beschrieben wird, um die Köpfe der Zungen 61, 62 an dem Herzstück 5 vorbeileiten zu können, und dabei die Zungenspitzen von A7 nach A8 bzw. von B7 nach B8 gelangen.

Um eine Weichendurchfahrt der Fahrzeuge in die abzweigende Fahrbahn 8 zu ermöglichen, wird die Weiche wie folgt gestellt:
In Fig. 2a ist das um den Drehzapfen 10 schwenkbare Herzstück 5 für die Geradeausfahrt gestrichelt dargestellt; es hat die Eckpunkte C7, D7, E7, F7 und den maximalen Drehradius R.

Zuerst wird das Herzstück 5 von Stellung VI in die Stellung III nach links verdreht, wodurch der Weg zum Verschwenken der rechten Zunge 62 freigegeben wird. Der Eckpunkt B7 der Zunge 62 wandert nach B8.

Gemäß Fig. 2b schwenkt das Herzstück 5 weiter nach Stellung IX. Hierdurch ist der Weg zum Einschwenken der linken Zunge 61 nach rechts freigegeben; sie wird in Position A8 geschwenkt. Das Herzstück 5 wird dann weiter nach Stellung VII gedreht, so daß der Abzweig eine geschlossene Fahrbahn 6, 8 hat, wobei die Eckpunkte des Herzstückes 5 die Position C8, D8, E8, F8 erreichen.

Zum Stellen der Weiche in Geradeausrichtung wird der vorstehend beschriebene Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt.

Claims (5)

1. Biegeweiche für spurgebende Fahrbahnen mit biegbaren Zungen und mit einem um eine zentrale vertikale Drehachse schwenkbar gelagerten Herzstück, wobei je nach Weichenstellung einzelnen Fahrbahnteilen unterschiedliche Abschnitte des Herzstückes zugeordnet sind und die Zungenköpfe und die diesen zugewandten Herzstückteile plan ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lücke zwischen dem Kopf der Zunge und dem diesem zugewandten Herzstückteil so gering ist, daß die Drehbewegung dem Herzstückes nur eingeleitet werden kann, wenn die Zunge nicht in Verlängerung der Herzstückes liegt.

2. Verfahren zum Stellen der Biegeweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die eine Zunge verschwenkt wird, dann das Herzstück gedreht wird und anschließend die zweite Zunge verschwenkt wird, so daß sie in Verlängerung des Herzstückes zu liegen kommt und damit eine durchgehende Fahrbahn herstellt.

3. Biegeweiche für spurgebende Fahrbahnen mit biegbaren Zungen und mit einem um eine zentrale vertikale Drehachse schwenkbar gelagerten Herzstück, wobei je nach Weichenstellung einzelnen Fahrbahnteilen unterschiedliche Abschnitte des Herzstückes zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Köpfe der Zungen und die diesen gegenüberliegenden feststehenden Fahrbahnteile schräg ausgebildet sind und die den Köpfen der Zungen zugewandten Teile des Herzstückes eine dazu komplementäre Form aufweisen und daß die Lücke zwischen dem Kopf der Zunge und dem diesem zugewandten Herzstückteil so gering ist, daß zur Weichenstellung das Herzstück mehrmals in verschiedene Positionen gedreht werden muß um die Zungenköpfe am Herzstück vorbeischwenken zu können.

4. Verfahren zum Stellen der Biegeweiche nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Drehen des Herzstückes zur Freigabe des Weges zum Verschwenken der einen Zunge,
• - Verschwenken der einen Zunge,
• - Drehen des Herzstückes zur Freigabe des Weges zum Verschwenken der zweiten Zunge,
• - Drehen des Herzstückes zur Herstellung einer durchgehenden Fahrbahn.

5. Biegeweiche nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Herzstück Statorpakete angeordnet sind.