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Zungenweiche für Einschienenstandbahnen Die Erfindung bezieht sich
auf Zungenweichen für Einschienenstandbahnen, bei denen die Fahrzeuge einen brückenartig
abgestützten balkenförmigen Tragkörper sattelartig umgreifen. Bei Bahnen dieser
Art laufen die Tragräder der Fahrzeuge auf der obenliegenden Fläche des Tragkörpers,
und die zur Führung und Abstützung der Fahrzeuge dienenden Seitenräder werden an
den Flanken des Tragkörpers geführt. Die durch das Bahnsystem festgelegte Breite
des EinschienenstandbahnTragkörpers, d. h. der Abstand der sich gegenüberliegenden
Laufbahnen für die Fahrzeugseitenräder, liegt je nach Größe der Fahrzeuge im Bereich
von 50 bis 100 cm.
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Für Einschienenstandbahnen sind Zungenweichen bekannt, deren Weichenzungen
jeweils aus einem in waagerechter Ebene biegamen Tragkörper mit sich gleichartig
biegenden Laufbahnen für die Seitenräder besteht. Die biegsame Weichenzunge wird
durch einen am ausschwenkbaren Ende der Zunge angreifenden Verstellantrieb in die
einzelnen Betriebsstellungen bewegt. Die von quer zur Strecke bewegbaren Weichenwagen
getragene Weichenzunge wird dabei in Ablenkstellung um mindestens einen festen Anschlag
gebogen.
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Bei derartigen Zungenweichen ist es mit großen Schwierigkeiten verbunden,
eine Konstruktion für den in sich biegsamen Tragkörper zu finden, die den nachfolgend
aufgeführten, sich teils widersprechenden Forderungen gerecht wird. Diese sind:
1. Die Weichenzunge soll in horizontaler Ebene einen geringen Biegewiderstand aufweisen,
so daß die erforderlichen Verstellkräfte und die auftretenden Biegespannungen klein
sind und die Weichenzunge relativ kurz ausgeführt werden kann.
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2. Die Weichenzunge soll zur Aufnahme der vom Fahrzeug ausgeübten
Kräfte torsionssteif und in vertikaler Ebene biegesteif sein.
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3. Die Weichenzunge soll billig herstellbar sein, möglichst in Stahlausführung,
und nur einer geringen Wartung bedürfen.
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Eine bekannte Weichenzungenkonstruktion besteht darin, daß der Tragkörper
aus mehreren hochkant stehenden, längsverlaufenden Tragblechen zusammengesetzt ist,
die durch in Langlöchern gehaltene Bolzen und übergeschobene Distanzhülsen derart
in gegenseitigem festem Abstand gehalten werden, daß beim Verbfegen der Weichenzunge
geringe Längsverschieburtgen. der einzelnen Tragbleche möglich sind. Eine derartige
Konstruktion hat einerseits den Nachteil, daß erhebliche und unkontrollierbare Reibungskräfte
beim Verbiegen der Weichenzunge auftreten, so daß beträchtliche Verschleißerscheinungen
nicht zu vermeiden sind, und anderseits weist ein derartiger Tragkörper nur eine
geringe Torsionssteifigkeit auf.
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Eine weitere bekannte biegsame Weichenzunge besteht aus einem mittleren
Kastenträger, an dessen Flanken zur Bildung der Laufbahnen für die Fahrzeugseitenräder
aus Hartschaumstoffen oder Holz bestehende Futterstücke befestigt sind. Diese Weichenzungen
haben sich in der Praxis gut bewährt. Um nicht unnötig lange Weichenzungen zu erhalten,
ist es wegen der relativ großen Breite des Kastenträgers erforderlich, die Weichenzunge
aus Aluminiumblechen herzustellen. Dadurch wird die Erstellung derartiger Zungenweichen
teuer. Die in Ablenkstellung möglichen Krümmungsradien dieser Weichenzungen liegen
in engen Grenzen, da sonst die zulässigen Spannungen der in relativ weitem Abstand
von der neutralen Phase befmdlichen Seitenwände des Kastenträgers überschritten
würden.
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Weiter ist es bekannt, die Weichenzunge aus mindestens zwei ineinandergeschobenen
und sich gegenseitig abstützenden Kastenträgern herzustellen, von denen der jeweils
innenliegende Kastenträger einen höheren Elastizitätsmodul aufweist als der nächstliegende
äußere. Vorzugsweise ist in dieser Ausbildung der innere Kastenträger aus Stahl
und der äußere aus einer Aluminiumlegierung gefertigt. Ein solcher Träger ist relativ
kompliziert in seinem Aufbau, und es treten auch hier unkontrollierbare Reibungen
zwischen den einzelnen Kastenträgem auf. Außerdem müssen bei der Verwendung zweier
Matte rialien wie Stahl und Aluminium besonders sorgfältige Vorkehrungen gegen Korrosion
an den Berährungsstellen
getroffen werden. Der Zugang zu den innenliegenden
Trägern, etwa aus Unterhaltungsgründen, ist sehr erschwert.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zungenweiche anzugeben, die den
erwähnten Forderungen weitgehend gerecht wird.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Weichenzunge aus
zwei im Abstand nebeneinanderliegenden, im wesentlichen rechteckigen, hochkant stehenden
Kastenträgern zusammengesetzt ist, die an mehreren Stellen durch um vertikale Achsen
schwenkbar an den Kastenträgern aasgelenkte, etwa senkrecht zu diesen angeordnete
Streben od. dgl. in den durch diese Streben bestimmten Querebenen verdrehungssteif
miteinander verbunden sind.
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Durch die Teilung der Weichenzunge in zwei unabhängig voneinander
sich biegende schmale Kastenträger wird die Biegesteifigkeit der Weichenzunge derart
herabgesetzt, daß die Kastenträger selbst bei engen Ablenkradien aus Stahlblechen
hergestellt werden können. Auch die erforderlichen Verstellkr'äfte zum Umstellen
der Weiche sind erheblich geringer. Reibungsverluste treten nur in ganz geringem
Maße auf, da die die beiden Kastenträger verbindenden Streben gelenkig gelagert
sind und die beiden Kastenträger sich nicht berühren. Bei der Zungenweiche nach
der Erfindung ist es möglich, auf besondere Futterstücke zur Bildung der Führungsradlaufbahnen
zu verzichten, so daß unmittelbar die außenliegenden Seitenwände der beiden Kastenträger
die Laufbahnen für die Fahrzeugseitenräder bilden. Durch die um vertikale Achsen
drehbar aasgelenkten Streben sind die beiden Kastenträger einerseits torsionssteif
miteinander verbunden, so daß die Weichenzunge imstande ist, die vom Fahrzeug ausgeübten
Drehkräfte aufzunehmen, ohne dabei größere Verformungen zu erleiden; anderseits
wird der Abstand der beiden Kastenträger und damit auch der sich gegenüberliegenden
Führungsradlaufbahnen gesichert.
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Jeder Kastenträger der Weichenzunge kann auf eigenen Weichenwagen,
die mit ihrem jeweiligen Kastenträger fest verbunden sind, abgestützt sein. Beim
Verschwenken der Weichenzunge bewegen sich diese Weichenwagen quer zur Weichenzunge
auf gekrümmten Führungsbahnen.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die beiden
Kastenträger auf gemeinsamen Weichenwagen gelagert sind und zu diesem Zweck jeder
Weichenwagen zwei in ihm eingespannte vertikale Drehzapfen als Lager für je einen
Kastenträger aufweist, so daß die beiden Kastenträger über die Weichenwagen und
deren Drehzapfen miteinander verbunden sind.
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Bei dieser Ausführung dienen die Weichenwagen gleichzeitig als Verbindungsstreben
der beiden Kastenträger. Damit auch bei dieser Verbindung der Kastenträger die Weichenzunge
torsionssteif bleibt, sind zweckmäßigerweise die beiden Drehzapfen eines Weichenwagens
über eine die einander zugekehrten Seitenwände der Kastenträger durchgreifende Strebe
gegenseitig abgestützt.
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Je nach Beanspruchung der Weichenzunge können die beiden Kastenträger
lediglich über die Weichenwagen und deren Drehzapfen miteinander verbunden sein,
es können aber auch zusätzlich zwischen den Weichenwagen die Kastenträger torsionssteif
verbindende, um vertikale Achsen drehbar aasgelenkte Streben angeordnet sein. Weiter
ist die Möglichkeit gegeben, die Lage der Verbindungsstreben bzw. die Lage ihrer
Drehachsen so zu wählen, daß beim Umstellen der Weichenzunge deren Gesamtbreite
in beiden Betriebsstellungen gleich ist, vergrößert oder verkleinert wird. Normalerweise
ist die Zungenweiche nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils
den beiden vertikalen Drehachsen einer Strebe bzw. eines Weichenwagens gemeinsamen
Ebenen in den beiden Betriebsstellungen der Weichenzunge spiegelbildlich symmetrische
Lagen zur Längsachse der Weichenzunge einnehmen, so daß trotz der beim Umstellen
der Weichenzunge bewirkten gegenseitigen Längsverschiebung der beiden Kastenträger
die Gesamtbreite der Weichenzunge in beiden Betriebsstellungen gleich ist.
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Um fahrdynamische Forderungen zu erfüllen, kann es vorteilhaft sein,
daß die Weichenzunge in Ablenkstellung in ihrem mittleren Bereich, d. h. im Bereich
ihrer stärksten Krümmung, breiter ist als an ihren Enden. Dies wird dadurch erreicht,
daß die Ebenen je zweier zueinander gehöriger Drehachsen im mittleren Bereich der
Weichenzunge bei Geradeausstellung der Weichenzunge derart gegen die Längsachse
der Weichenzunge geneigt sind, daß bei Umstellung der Weiche in die Ablenkstellung
die Breite der Weichenzunge vergrößert wird, während die Ebene der beiden am ausschwenkbaren
Ende der Weichenzunge befindlichen Drehachsen in beiden Betriebsstellungen der Weichenzunge
eine spiegelbildlich symmetrische Lage zur Längsachse der Weichenzunge einnimmt,
so daß die Breite der Weichenzunge an dieser Stelle in beiden Betriebsstellungen
gleich ist.
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Beim überfahren einer derartigen in Ablenkstellung stehenden Weichenzunge
werden die Fahrzeug Führungsräder durch die Verbreiterung der Weichenzunge im mittleren
Bereich automatisch stärker als normal gegen ihre Laufbahnen gepreßt.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 6 bis
10.
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Nachstehend ist die Zungenweiche nach der Erfindung an Hand einiger
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 und 2 Draufsichten auf eine Zungenweiche nach der Erfindung in Geradeausstellung
und in Ablenkstellung, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Weichenzunge, bei der
die beiden Kastenträger jeweils eigene Weichenwagen, aufweisen, Fig. 4 einen Querschnitt
durch eine Weichenzunge, bei der die beiden Kastenträger gemeinsame Weichenwagen
aufweisen, Fig.5 eine schaubildliche Darstellung einer Weichenzunge, bei der an
den innenliegenden Seitenwänden der Kastenträger zur Ergänzung der Tragbahn konsolenartig
abgestützte vorspringende Tragflächen angeordnet sind, Fig. 6 eine Teilansicht einer
Weichenzunge, bei der zur Ergänzung der Tragbahn zwischen zwei schmalen Kastenträgern
Futterstücke eingelegt sind, Fig. 7 eine Teilansicht einer Weichenzunge, bei der
zur Ergänzung der Tragbahn zwischen zwei Kastenträgern ein Futterstück mit Zapfen
eingelegt ist.
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Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, kann die Stammstrecke 1 über eine biegsame
Weichenzunge 2 mit den Zweigstrecken 3 oder 4 verbunden werden. Die Verstellung
der Weichenzunge 2 erfolgt beispielsweise
über einen am ausschwenkbaren
Ende 5 der Weichenzunge 2 angreifenden Kurbeltrieb 6. In Ablenkstellung wird die
Weichenzunge 2 um feststehende Anschläge 7 gebogen. Die Weichenzunge 2 besteht aus
zwei im Abstand nebeneinanderliegenden, im wesentlichen rechteckigen Kastenträgern
8 und 9, die an vier Stellen mittels um vertikale Achsen 10 und 11 drehbar angelenkter
Streben 12 in einzelnen Querebenen torsionssteif miteinander verbunden sind. An
dein der Stammstrecke 1 zugewandten Ende 13 der Weichenzunge 2 sind die beiden Kastenträger
8 und 9 baulich vereinigt und um einen mittleren feststehenden Königszapfen 14 schwenkbar
gelagert.
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Der linke Kastenträger 8 der nach rechts in Ablenkstellung biegbaren
Weichenzunge 2 ist um die Hälfte des beim Umstellen der Weiche auftretenden gegenseitigen
Verschiebungsweges der Stirnflächen 15 und 16 der beiden Kastenträger 8 und 9 länger
als der rechte Kastenträger 9. Die zwischen den Stirnflächen 15 und 16 und den Anschlußstrecken
3 bzw. 4 sich bildenden Stoßfugen werden zweckmäßigerweise durch an sich bekannte,
um horizontale Achsen schwenkbare Fingerplatten, die in als Gegenstücke ausgebildete
starre Fingerplatten eingreifen, überbrückt. Zur Vereinfachung der Darstellung sind
diese bekannten Fingerplatten in der Zeichnung nicht gezeigt.
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Damit die Breite B der Weichenzunge 2 trotz der beim Umstellen auftretenden
gegenseitigen Längsverschiebung der beiden Kastenträger 8 und 9 in beiden Betriebsstellungen
erhalten bleibt, sind die Lagen der den vertikalen Drehachsen 10 und 11 einer Strebe
12 gemeinsamen Ebenen so gewählt, daß sie in den Betriebsstellungen der Weiche jeweils
spiegelbildlich symmetrische Lagen zur Längsachse der Weichenzunge 2 einnehmen.
Wenn es erwünscht ist, können die Lagen der im mittleren Bereich der Weichenzunge
angeordneten Streben so gewählt werden, daß die Weichenzunge bei Ablenkstellung
in ihrem mittlerei Bereich breiter ist als bei Geradeausstellung.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die die beiden Kastenträger
8 und 9 verbindenden Streben 12 in den Querschnittsebenen der Weichenzunge angeordnet,
in denen sich auch die Weichenwagen befinden, die auf Bahnen 17 quer zur Längsachse
der Weichenzunge 2 bewegbar sind.
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Fig. 3 -zeigt einen Querschnitt durch eine Zungenweiche nach der Erfindung,
bei der die beiden Kastenträger 8 und 9 über eine um vertikale Achsen 10 und 11
schwenkbar angelenkte Doppelstrebe 12 torsionssteif miteinander verbunden sind.
Die Doppelstrebe 12 ist hierbei als sich über den größten Teil der Kastenhöhe erstreckendes
Verbindungselement ausgeführt, das an seinem oberen und unteren Ende jeweils um
die Drehachsen 10 und 11 drehbar gelagert ist. Beide Kastenträger 8 und 9 werden
von eigenen Weichenwagen 18 und 19 getragen, die mit ihren zugehörigen Kastenträgern
8 bzw. 9 fest verbunden sind. Die obenliegenden Flächen der Kastenträger 8 und 9
bilden die Tragbahn 20 für die Fahrzeugtragräder 21. Die oberen und unteren Fahrzeugseitenräder
22 laufen unmittelbar an den außenliegenden Wänden der beiden Kastenträger.
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In Fig. 4 sind die beiden Kastenträger 8 und 9 auf gemeinsamen Weichenwagen
23 über je einen vertikalen Drehzapfen 10' und 11' gehalten, so daß die beiden Kastenträger
8 und 9 über die Weichenwagen 23 und deren Drehzapfen 10' und 11' verbunden sind.
Zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit der Verbindung sind die Drehzapfen 10' und
11' über eine Strebe 12' gegenseitig abgestützt. Die Drehzapfen 10' und 11' sind
im Weichenwagen 23 fest eingespannt, und die Kastenträger 8 und 9 sind über die
Lager 24 um die Drehzapfen 10' und 11' schwenkbar. In Fig. 3 sind im Gegensatz hierzu
die Drehachsen 10 und 11 fest in den Kastenträgern 8 und 9 eingespannt, während
die Doppelstrebe 12 um diese Achsen drehbar gelagert ist.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung der Weichenzunge, bei der zwei
schmale Kastenträger 8' und 9' verwendet werden, die in größerem Abstand nebeneinanderliegen.
Zur Ergänzung der Tragbahn 20 weisen die Kastenträger 8' und 9' jeweils an ihren
Innenwänden konsolenartig abgestützte, vorspringende Tragflächen 25 auf, die zur
Herabsetzung des Biegewiderstandes der Weichenzunge durch in Abständen angeordnete
Querfugen 26 unterteilt sind.
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In Fig. 6 wird die Tragbahn 20 durch aus Holz, hartem Schaumkunststoff
oder aus ähnlich elastischem Werkstöff bestehende, zwischen den beiden Kastenträgern
8' und 9' eingelegte Futterstücke 27 ergänzt, die von an den innenliegenden Wänden
der Kastenträger befestigten Tragkonsolen 28 od. dgl. getragen werden. Zwischen
den Futterstücken 27 und den beiden Kastenträgern 8' und 9' werden zweckmäßigerweise
schmale, gegen das ausschwenkbare Ende der Weichenzunge größer werdende Fugen 29
vorgesehen, damit ein Klemmen der Weichenzunge beim Verstellen vermieden wird. Die
Fugen 29 können mit einem sehr leicht zusammendrückbaren Werkstoff, z. B. Gummi,
ausgefüllt werden.
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In Fig. 7 ist als weitere Ausführungsform eine Teilansicht einer Weichenzunge
gezeigt, bei der zur Ergänzung der Tragbahn 20 zwischen zwei Kastenträgern 8', 9'
ein Futterstück 30 mit Zapfen 31 eingelegt ist.