DE102006054818A1 - Carrier element, bearing arrangement and adjustment arrangement for a flexure arrangement - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trägerelement (4) für einen elastisch biegbaren Biegeweichenabschnitt (2b) zur Ausbildung (da das Trägerelement selbst auch der Fahrweg sein kann) eines in Längsrichtung des Trägerelementes (4) verlaufenden Fahrwegs (2) mit Ober- und Untergurt (5, 6). Ober- und Untergurt (5, 6) sind dabei über einen faltwerkartig ausgebildeten Steg (7) miteinander gekoppelt, wobei der Steg über mehrere getrennte Verbindungsbereiche (11, 12, 13, 14) mit dem Ober- und/oder dem Untergurt (5, 6) verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Lageranordnung (20) für eine Biegeweichenanordnung zum Führen eines Fahrwegabschnitts (2b) in einer Verstellebene (7), wobei die Lageranordnung (20) zu einem Trägerelement (4) in der Verstellebene drehbar und quer zur Verstelleinrichtung verschiebbar angeordnet ist, so daß beim Verstellen des Fahrwegabschnitts (2b) über die Lageranordnung (20) in der Verstellebene keine Kräfte übertragen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Einstellanordnung für eine Biegeweichenanordnung zum Einstellen und/oder Fixieren eines Fahrwegabschnitts (2b) in einer Verstellposition mit 27), über das ein in der Verstellebene wirkendes Moment aufbringbar ist, wobei die Einstellanordnung so ausgebildet ist, eine definierte Biegelinie (28) und/oder die Verstellposition des Trägerelements (4) zu fixieren bzw. einzustellen.The present invention relates to a carrier element (4) for an elastically bendable bending diverter section (2b) for forming (since the carrier element itself may also be the guideway) of a travel path (2) extending in the longitudinal direction of the carrier element (4) with upper and lower chords (5 , 6). Upper and lower belt (5, 6) are coupled to each other via a web-like web (7), wherein the web over a plurality of separate connecting portions (11, 12, 13, 14) with the upper and / or the lower flange (5, 6) is connected. The invention further relates to a bearing arrangement (20) for a flexure arrangement for guiding a track section (2b) in an adjustment plane (7), wherein the bearing arrangement (20) is arranged to be rotatable relative to a support element (4) in the adjustment plane and displaceable transversely to the adjustment device, so that when adjusting the Fahrwegabschnitts (2b) on the bearing assembly (20) in the adjustment no forces are transmitted. Furthermore, the invention relates to an adjustment arrangement for a flexure arrangement for adjusting and / or fixing a Fahrwegabschnitts (2b) in an adjustment position with 27), via which an acting in the Verstellbene torque can be applied, wherein the adjustment arrangement is formed, a defined bending line (28 ) and / or to fix or adjust the adjustment position of the carrier element (4).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trägerelement für einen elastisch biegbaren Biegeweichenabschnitt zur Aufnahme eines in Längsrichtung des Trägerelements verlaufenden Fahrwegs. Das Trägerelement weist einen Ober- und Untergurt auf, die über einen faltwerkartig ausgebildeten Steg miteinander gekoppelt sind.The The present invention relates to a carrier element for a elastically bendable bending diverter section for receiving an in Longitudinal direction of the support element running track. The carrier element has a top and bottom chord, which has a pleated-like Bridge are coupled together.
Eine
Stahlträgerkonstruktion,
bei der der Obergurt über
einen einzigen faltwerkartig ausgebildeten Steg mit dem Untergurt
verbunden ist, ist aus der
Im
Brückenbau
werden Träger
in Hybrid-Bauweise eingesetzt, bei denen Ober- und Untergurte aus
Stahl bzw. Spannbeton über
trapezförmig gefaltete
Stahlstege miteinander verbunden sind, so daß diese Bauteile einen kastenförmigen Gesamtträgerquerschnitt
bilden. Auch hier verlaufen die Faltungen quer zur Trägerlängsachse
und etwa in Richtung der zu erwartenden Hauptbelastungen (in der
Regel vertikal). Die Kopplung mit den Betonbauteilen erfolgt über sogenannte
Gurtplatten, die stegseitig mit den Stegkanten verschweißt sind
und gurtseitig – gegebenenfalls über Zusatzelemente – in der
Betonmatrix verankert sind (vgl.
Für moderne,
spurgebundene Verkehrs- und Transportsysteme (VTS) sind zur wechselseitigen Verbindung
eines Streckenabschnitts mit zwei oder mehreren weiteren Streckenabschnitten
spezielle Verbindungskonstruktionen (VBK) erforderlich. Bei modernen
Monorailsystemen und Magnetschwebebahnen, bei denen das Fahrzeug
den Fahrweg umgreift, sind sogenannte Biegeweichen im Einsatz, die ein
festes und ein freies Ende haben. Das freie Ende ist dabei wahlweise
zwischen entsprechenden Anschlußenden
verstellbar. Dazu wird dieses freie Ende im wesentlichen quer zur
Fahrtrichtung verstellt, wobei der entsprechende Trägerabschnitt
elastisch verformt beziehungsweise verbogen wird. Solche Biegeweichen
aus Stahlträgerkonstruktionen
für Magnetschnellbahnen
sind beispielsweise aus der
Davon ausgehend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Trägerelement für eine Biegeweiche bereitzustellen, das in vertikaler Richtung (Z-Richtung) eine relativ hohe Biegesteifigkeit aufweist, um überwiegend vertikal wirkende Betriebslasten sicher aufzunehmen. Gleichzeitig soll eine hohe Torsionssteifigkeit gegeben sein, und zwar gegen Torsionsbelastungen, die betriebsbedingt um eine in Fahrtrichtung weisende Längsachse (X-Richtung) des Trägerelements auftreten. Schließlich soll die horizontale Biegesteifigkeit quer zur Fahrtrichtung (Y-Richtung) herabgesetzt sein, um die Verstellbarkeit eines solchen Trägerelements zu erleichtern.From that It is an object of the present invention, a carrier element for one To provide bending points in the vertical direction (Z-direction) has a relatively high bending stiffness to predominantly vertically acting Safely absorb operating loads. At the same time a high torsional stiffness be given, against torsional loads, the operational about a pointing in the direction of travel longitudinal axis (X direction) of the support element occur. After all should the horizontal bending stiffness transverse to the direction of travel (Y-direction) be reduced to the adjustability of such a support element to facilitate.
Bei
herkömmlichen
Biegeweichen ist der verstellbare (elastisch biegbare) Weichenträger verfahrbar
auf entsprechenden Weichenunterbauten aufgelagert. Der Träger selbst
ist dabei oft als Hohlkastenträger
ausgeführt.
Bekannte Biegeweichen werden über
elektromechanische oder hydraulische Linearantriebe verschwenkt.
Zum Fixieren der Endlage dienen beispielsweise über den Kniehebeleffekt fixierte
Stellarme, eingebremste Antriebsmotoren und/oder selbsthemmende
Getriebe, bzw. entsprechend gesteuerte oder geregelte Hydraulikeinheiten (vgl.
Zur
zusätzlichen
Beeinflussung der Biegelinie und damit der Krümmung des Weichenträgers ist es
beispielsweise aus der
Bei herkömmlichen Verstell- und Lagersystemen für Biegeweichen in Magnetbahnstrecken tritt ein hoher Verschleiß wesentlicher Bauteile auf. Die Kombination hoher Kräfte mit geringen Einstell- und Führungstoleranzen und geringem Lagerspiel verursachen Zwängungen, die Überlastschäden hervorrufen.at usual Adjustment and storage systems for Biegeweich in magnetic railway tracks occurs high wear more essential Components on. The combination of high forces with low adjustment and guide tolerances and low clearance cause constraints that cause overload damage.
Eine weitere Aufgabe kann daher darin gesehen werden, die Lager- bzw. Einstellanordnung zu verbessern.Another task can therefore be gese hen to improve the bearing or Einstellanordnung.
Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.These Tasks are solved by the subject matter of claim 1.
Das erfindungsgemäße Trägerelement für einen elastisch biegbaren Biegeweichenabschnitt, bei dem Ober- und Untergurt über einen oder mehrere faltwerkartig ausgebildete Stege miteinander gekoppelt sind, zeichnet sich dadurch aus, daß der Steg über mehrere Verbindungsbereiche mit dem Ober- und/oder dem Untergurt verbunden ist. Im Gegensatz zu der bekannten durchgehenden Verbindung zwischen Steg und Ober- und Untergurt erlauben getrennte Verbindungsbereiche die optimale Ausnutzung der Eigenschaften eines faltwerkartig ausgebildeten Steges. Konstruktionsbedingt nehmen solche Stege in der Richtung quer zu den Faltungen oder Kantungen nur geringe Kräfte auf (Bei einem typischen Trägerelement entspricht dies der X-Achse). Bei vertikalem Einbau in ein Trägerelement (die Z-Achse verläuft in Richtung der Kantlinien) bieten sie um die Z-Achse herum eine hohe Flexibilität. Sind die Stege vollständig an ihren Kanten mit dem Ober- bzw. Untergurt verbunden, so geht diese Flexibilität zumindest in den Randbereichen verloren. Beim Verbiegen solcher Träger (hier um die Z-Achse) treten daher in den Randbereichen große lokale Spannungen auf. Dies gilt insbesondere dann, wenn Werkstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften wie Stahl und Beton kombiniert werden. Die Ausbildung eines Trägerelements gemäß Anspruch 1 erlaubt daher eine hohe Biegestabilität bzw. Steifigkeit in Z-Richtung (d.h. um die quer zur Längsachse verlaufende Y-Achse) und eine vergleichsweise erhöhte Flexibilität in Y-Richtung bzw. um die Z-Achse. Zugleich bleibt eine hohe Torsionsstabilität um die X-Achse in Trägerlängsrichtung erhalten. Auch die erhöhte Querkrafttragfähigkeit der Träger mit gefalteten Stegen gegenüber solchen Träger mit ebenen Stegblechen bleibt bei getrennten Verbindungsbereichen erhalten. Es wird also ein Träger bereitgestellt, der besonders für solche Biegeweichen geeignet ist.The Carrier element according to the invention for one elastically bendable flexural soft section, in the upper and lower belt over a or a plurality of fold-like webs coupled together are characterized by the fact that the bridge over several connecting areas connected to the upper and / or lower chord. In contrast to the known continuous connection between bridge and upper and lower belt allow separate connection areas the optimal Utilization of the properties of a folded-like web. By design, such webs take in the direction across the folds or edgings only small forces (in a typical support element this corresponds to the X-axis). For vertical installation in a carrier element (the Z-axis runs in the direction of the canted lines), they provide one around the Z-axis high flexibility. Are the bars complete? connected at its edges with the upper and lower belt, so goes this flexibility at least lost in the border areas. When bending such carriers (here around the Z-axis) therefore occur in the peripheral areas large local Tensions. This is especially true when materials with different properties such as steel and concrete are combined. The formation of a carrier element according to claim 1 therefore allows a high bending stability or rigidity in the Z-direction (i.e. around the transverse to the longitudinal axis extending Y axis) and a comparatively increased flexibility in the Y direction or about the Z axis. At the same time, a high torsional stability remains around the X-axis in beam longitudinal direction receive. Even the raised Shear capacity the carrier with folded bridges opposite such carrier with flat web plates remains with separate connection areas receive. So it becomes a carrier provided especially for such Flexible diverter is suitable.
In der Weiterbildung nach Anspruch 2 sind die Verbindungsbereiche in Längsrichtung des Trägerelements angeordnet und/oder punktweise angeordnet. Diese Ausführung erhöht die Flexibilität um die Z-Achse. Ein Kastenprofil gemäß Anspruch 3, bei dem Ober- und Untergurt durch zwei Stege verbunden sind, erlaubt eine zusätzlich erhöhte Torsionssteifigkeit.In The development according to claim 2, the connection areas in longitudinal direction the carrier element arranged and / or arranged pointwise. This design increases the flexibility around the Z-axis. A box section according to claim 3, wherein the upper and lower chords are connected by two webs, allows an additional increased Torsional rigidity.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4, bei der die Verbindungsbereiche durch besondere Koppelelemente realisiert sind, gestattet eine optimierbare Verbindung zum Ober- und Untergurt. Dies gilt insbesondere dann, wenn unterschiedliche Materialien kombiniert werden sollen. Nach Anspruch 5 sind diese Koppelelemente als Kopfplatte bzw. Koppelbolzen ausgeführt, die besonders gut in einer Betonmatrix verankerbar sind.The Development of the invention according to claim 4, in which the connection areas by special coupling elements realized, allows an optimizable connection to the and bottom strap. This is especially true when different Materials should be combined. According to claim 5, these are Coupling elements designed as a top plate or coupling pin, the are particularly well anchored in a concrete matrix.
Gemäß Anspruch 6 ist das Trägerelement in Hybridbauweise ausgeführt, bei dem der Obergurt aus einem Stahlbeton- bzw. Spannbetonwerkstoff hergestellt ist. Dieser kann entweder an einen entsprechenden Trog angekoppelt werden, bei dem der Steg und der Untergurt in der Regel aus einem Stahlwerkstoff angefertigt ist; es bietet sich aber auch an, Ober- und Untergurt aus Stahlbeton bzw. Spannbeton herzustellen und diese über Stege aus einem Stahlwerkstoff miteinander zu verbinden.According to claim 6 is the carrier element designed in hybrid construction, in which the upper belt made of a reinforced concrete or prestressed concrete material is. This can either be connected to a corresponding trough be in which the bridge and the lower chord usually from a Made of steel material; but it is also a good idea to and bottom flange made of reinforced concrete or prestressed concrete and these via webs from a steel material to connect with each other.
Zur Erhöhung der lateralen Flexibilität können Ober- und/oder Untergurt im Randbereich Ausnehmungen aufweisen. Dabei können die Randbereiche zwischen den Ausnehmungen als Spurführungselemente ausgebildet sein (Anspruch 7).to increase lateral flexibility can Upper and / or lower flange have recesses in the edge region. It can the edge regions between the recesses as tracking elements be formed (claim 7).
Gemäß Anspruch 8 können solche Spurführungselemente jedoch auch segmentiert an den lateralen Seitenbereichen des Obergurts angeordnet sein. So eine Gestaltung erlaubt eine weitgehende Entkopplung von Trägerelement und Spurführungselementen. Die Spurführungsfunktion beeinflußt die Flexibilität des Trägerelements wenig oder gar nicht.According to claim 8 can such tracking elements however, also segmented on the lateral side regions of the upper belt be arranged. Such a design allows a substantial decoupling of support element and tracking elements. The tracking function affected the flexibility the carrier element little or not at all.
Anspruch 9 betrifft eine Biegeweichenanordnung mit einem verstellbaren Fahrwerksabschnitt, der mehrere erfindungsgemäße Trägerelemente umfaßt. Aus Fertigungs- oder Montage-technischen Gründen kann es vorteilhaft sein, einen Fahrwerksabschnitt aus Teilsegmenten zusammenzusetzen. Dies vereinfacht Transport und Montage und erleichtert eine Serienfertigung der Trägerelemente, die so einzeln oder zu Baugruppen vormontiert zusammenfügbar sind.claim 9 relates to a flexure arrangement with an adjustable landing gear section, the several support elements according to the invention includes. For manufacturing or assembly technical reasons, it may be advantageous to assemble a chassis section from sub-segments. This simplifies transport and assembly and facilitates mass production the support elements, which are assembled so individually or preassembled into assemblies.
Die Lageranordnung gemäß Anspruch 10 erlaubt ein zwängungsfreies Verstellen des Fahrwegabschnitts und bietet eine vereinfachte Auflagerung des verstellbaren Fahrwegabschnitts. Die Lageranordnung bietet in der Verstellebene zwei Freiheitsgrade: Sie ist in den Verstellebenen drehbar und quer zur Verstellrichtung verschiebbar angeordnet. Damit können die Führungen beispielsweise für Gleitlagerkufen bzw. für die rollenden Körper von Wälz- oder Radlagern mit höheren Toleranzen angefertigt und montiert werden. Zwängungen, wie sie bei genau geführten Verstellwegen auftreten (zum Beispiel bei Führungsschienen) werden weitgehend beseitigt. Die Lageranordnung nimmt auch thermisch bedingte Gestalt- und Längenänderungen spannungsfrei auf.The Bearing arrangement according to claim 10 allows a constraint-free Adjusting the travel section and provides a simplified Auflagerung the adjustable track section. The bearing arrangement offers in the Adjustment level two degrees of freedom: It is in the adjustment planes rotatably arranged and displaceable transversely to the adjustment. So that can guides for example Plain bearing skids or for the rolling bodies from rolling or wheel bearings with higher Tolerances made and assembled. Constraints, as at exactly out Adjustment paths occur (for example, in guide rails) are largely eliminated. The bearing assembly also takes thermally induced shape and length changes free from tension.
Die Einstellanordnung nach Anspruch 11 bis 13 erlaubt eine verbesserte Fixierung und Justierung der Biegeweichenanordnung in den gewünschten Endstellungen.The Adjustment arrangement according to claim 11 to 13 allows an improved Fixation and adjustment of the flexure arrangement in the desired end positions.
Nach Anspruch 11 ist dabei ein an einem Trägerelement angreifendes Stellelement vorgesehen, welches ein in einer Verstellebene wirkendes Moment auf das Trägerelement aufbringt. Dieses Moment kann gleichzeitig dazu benutzt werden, eine definierte Biegelinie genau einzustellen bzw. die Verstellposition des Trägerelements in gewünschter Weise zu fixieren. Dabei erleichtert der gemäß Anspruch 12 vorgesehene Kragarm das Aufbringen des vorgesehenen Moments. Die Stellelemente können mit geringeren Stellkräften das erforderliche Moment am entsprechend gestalteten Kragarm ausüben.To Claim 11 is an attacking on a support element actuator provided, which is an acting in an adjustment plane moment on the carrier element applies. This moment can be used simultaneously to set a defined bending line exactly or the adjustment position the carrier element in the desired manner to fix. It facilitates the provided according to claim 12 cantilever the application of the intended moment. The control elements can with lower restoring forces exert the required moment on the appropriately designed cantilever.
Gemäß Anspruch 13 ist der Kragarm gleichzeitig als sogenannte Tragpratze ausgebildet. Diese nimmt nicht nur das in der Verstellebene wirkende Moment (um die Z-Achse) auf, sondern trägt auch eine Lageranordnung zum Führen des Fahrwerkabschnitts in der Verstellebene, welche die bereits oben angegebenen Freiheitgrade aufweist und die Vertikallasten aufnimmt.According to claim 13, the cantilever is also designed as a so-called support claw. This not only takes the moment acting in the adjustment plane the Z-axis), but carries also a bearing arrangement for guiding of the chassis section in the Verstellbene, which already has degrees of freedom specified above and absorbs the vertical loads.
So sind der Verstellvorgang, der möglichst kräftefrei und ohne aufwendige Führung realisierbar sein soll, und der Einstell-, Fixier- bzw. Justiervorgang am Trägerelement oder am Fahrwegabschnitt in seiner Endlage funktional getrennt.So are the adjustment process, the forces as possible and without expensive guidance should be feasible, and the setting, fixing or adjustment on the carrier element or functionally separated at the track section in its end position.
Die Verstellelemente wirken unabhängig von den Einstell- bzw. Fixierelementen getrennt. Damit sind robuste einfache Komponenten zum Verstellen nutzbar (hier müssen relativ große Strecken mit großen Kräften überwunden werden), während zum Einstellen bzw. Justieren kompakte, wartungsarme Aggregate verwendbar sind, mit denen die erforderlichen Einstell- und Fixierkräfte aufgebracht werden.The Adjustment elements act independently separated from the setting or fixing elements. This is robust simple components for adjustment usable (here must be relative size Stretching with big ones Overcome forces while) For setting or adjusting compact, low-maintenance units used are applied with which the required adjustment and fixing forces become.
Über die in Anspruch 13 angegebenen Tragpratzen ist jedoch gleichzeitig bei funktionaler Trennung eine konstruktive Kombination der Kräfte-übertragenden Komponenten realisierbar. Die Tragpratze dient zum einen als Kragarm, der die Einstell- und Fixierungsmomente aufnimmt. Zum anderen erlaubt sie durch die quer zur Längsrichtung des Trägerelementes verlaufende Struktur eine große Lagerspreizung, die vertikale Lagerkräfte reduziert, die aus dem Moment um die X-Achse resultieren.About the However, in claim 13 specified supporting claws is at the same time functional separation a constructive combination of forces-transmitting Components can be realized. The support claw serves as a cantilever, which absorbs the setting and fixing moments. On the other hand, she allows through the transverse to the longitudinal direction of the carrier element running structure a big one Bearing spread, which reduces vertical bearing forces, from the moment around the X axis.
Anspruch 14 betrifft ein spurgebundenes Verkehrs- und Transportsystem, bei dem die beanspruchten Merkmale realisiert sind.claim 14 concerns a track-bound transport and transport system the claimed features are realized.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt embodiments The present invention will be described below with reference to the drawings explained. It shows
Die
Die
Stege
Neben
der dargestellten Hybridbauweise (Beton-Stahl-Verbund) gibt es auch
Ausführungen, bei
denen das Trägerelement
vollständig
aus Stahl ausgebildet ist, d.h. auch Ober- und Untergurt
Die
Anbindung der Faltwerkstege
Die
Die
bereichsweise bzw. punktuelle Anbindung der Stege
In
anderen Ausführungen
sind über
die gesamte Trägerlänge verteilt
punktuelle Verbindungsbereiche
Die
Dabei
sind gemäß
Die
Am
Fahrwegsabschnitt
Die
Beweglichkeit des Rollelements
Beim
Verstellen des Fahrwegabschnitts
Zur
genauen Positionierung des Fahrwegabschnitts
Bei
Hochgeschwindigkeitsverkehrs- und transportsystemen sind Trassierungen – insbesondere
bei Kurvenfahrten – wünschenswert,
die keine sprunghaften Querbeschleunigungen verursachen. Bei der
oben beschriebenen Ausführung
erfolgt also das eigentliche Verstellen unabhängig vom Einstellen, Fixieren
und/oder Justieren in einer gewünschten
Endstellung. Dabei ist in der dargestellten Ausführung die Lageranordnung
Die
im Zusammenhang mit den
Weitere Varianten und Ausführungsformen ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche.Further Variations and embodiments result for the person skilled in the art within the scope of the following claims.
Claims (14)
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