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Weiche für fahrspurgebundene Hochgeschwindigkeitsfahrzeuqe Zusatz
zu Patent . ... ... (Patentanmeldung P 22 47 729.8 vom 26. 9. 72) Die Hauptanmeldung
bezieht sich auf eine Weiche für fahrspurgebundene Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge,
insbesondere für vorzugsweise mit Linearantrieb versehene Schwebefahrzeuge, bei
der die einlaufende Fahrspur des Weichenbereichs in eine Reihe oder Kette aneinandergrenzender
separater Gleisbettungsabschnitte unterteilt ist und die Gleisbettungsabschnitte
durch
zugeordnete Antriebsmittel von der Stamm- zur Abzweigspur
oder umgekehrt verschwenkbar sind, wobei die Gleisbettungsabschnitte jeweils an
einer Seite spurtreu anliegen bleiben.
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Dort finden die bei Kurvenfahrten auftretenden Zentrifugalkräfte,
die sich unangenehm auf den Fahrkomfort für die Fahrgäste auswirken, sofern Einrichtungen
zum Schrägstellen des Wagenkastens fehlen, noch keine Berücksichtigung. Es ist Ziel
der -vorliegenden Erfindung, den Gegenstand der Hauptanmeldung weiter zu verbessern
mit der speziellen Aufgabe, die für die Fahrgäste bei hohen Fahrgeschwindigkeiten
in Kurvenfahrten auftretenden unangenehmen Beschleunigungskräfte ganz oder teilweise
auszuschalten, wenn keine der oben erwähnten Wagenkastensteuerungen, die sich jetzt
auch für konventionelle Rad-Schienenfahrzeuge durchzusetzen beginnen, vorgesehen
sind oder wenn diese eine mittlere Überhöhung benötigen.
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Diese Aufgabe wird für eine Weiche nach der Erfindung dadurch gelöst,
daß für die Gleisbettungsabschnitte neben der normalen Horizontalschwenkbewegung
eine einseitige Vertikalkippbewegung zur Kurvenüberhöhung mit Kippachse auf der
Seite der spurtreuen Anlage der Gleisbettungsabschnitte vorgesehen ist. Hierbei
wird von dem an sich bekannten Prinzip der konstanten Gleisüberhöhung in Kurven
ausgetangen, die genau nur für eine definierte Fahrgeschwindigkeit bei gegebenen
Kurvenradien gilt. In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung sind dazu die
Gleisbettungsabschnitte mit ihren Längsseiten über Gleit- oder Rollelemente abgestptzt
und die Längsseiten bei der Schwenkbewegung über verschieden geneigte Gleitbahnen
geführt. Dabei wird
die zur spurtreuen Anlage der Gleisbettungsabschnitte
gehörige Längs seite über eine Gleitbahn mit der Steigung Null geführt, während
für die andere Längsseite eine Gleitbahn mit positiver Steigung vorgesehen ist.
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In einer noch zweckmäßigeren Ausgestaltung der Erfindung sind den
Gleisbettungsabschnitten Gleitstücke zugeordnet, über die sie auf horizontalen Gleitbahnen
ruhen und auf diesen verschwenkbar sind. Die Gleisbettungsabschnitte sind dabei
unter einseitiger Abhebung von ihren Gleitstücken kippbar. Bei dieser Ausführung
sind entsprechend der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit einstellbare Überhöhungen möglich,
die aber in der ganzen anschließenden Kurvenbahn fortgesetzt werden messen, z.B.
inceiner S-Kurve, die zum Übergang in parallele Gleise nötig ist.
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Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Weiche in Geradeaus stellung (Draufsicht Fig.
2 die Stellung eines zugehörigen bewegbaren Gleisbettungsabschnitts im Querschnitt
(Geradeaus stellung) Fig 3 die Weiche in Stellung Kurvenfahrt (Draufsicht) Fig.
4 die Stellung des zugehörigen bewegbaren Gleisbettungsabschnitts im Querschnitt
(Stellung Kurvenfahrt) Fig. 5 Draufsicht auf einen Ausschnitt des Weichenunterbaus
bei abgenommenem Gleisbettungsabschnitt (Weichenstellung Geradeausfahrot)
Fig.
6 Schnitt gemäß Schnittlinie 6-6 der Fig. 5 durch den Weichenunterbau mit aufgesetztem
Gleisbettungsabschnitt (Weichenstellung Geradeausfahrt) Fig. 7 Draufsicht auf einen
Ausschnitt des Weichenunterbaus bei abgenommenem Gleisbettungsabschnitt <Weichenstellung
Kurvenfahrt) Fig. 8 Schnitt gemäß Schnittlinie 8-8 der Fig. 7 durch den Weichenunterbau
mit aufgesetztem Gleisbettungsabschnitt (Weichenstellung Kurvenfahrt) In den Figuren
1 und 3 ist in Draufsicht eine Weiche in den verschiedenen Fahrstellungen dargestellt.
Die Gleisbettungsabschnitte sind mit 1 bezeichnet und an Gelenkpunkten 2 miteinander
verbunden. Mit 3a und 3b sind Gleitbahnen benannt, auf denen die Gleisbettungsabschnitte
geführt und geschwenkt werde von der Geradeausstellung (Fig. 1) in die Kurvenfahrtstellung
(Fig. 3) oder umgekehrt. Die Gleitbahnen 3a sind den anliegenden, durch die Gelenkpunkte
2 verbundenen Längsseiten der Gleisbettungsabschnitte 1 zugeordnet; die Gleitbahnen
3b den gegenüberliegenden Längsseiten.
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Wie den Figuren 2 und 4 zu entnehmen ist, haben die Gleitbahnen verschiedene
Neigung. So verlaufen die Gleitbahnen 3a mit der
Steigung Null,
d.h. horizontal; die Gleitbahnen 3b dagegen weisen eine positive Steigung mit den
Winkeln ß auf. Je nach dem Verlauf der Überhöhung, ausgedrückt durch den JirKel
α , steigt bzw. fällt der Winkel /3 für die Gleitbahnen 3b der Glelsbettungsabschnitte.
Die Längsseiten der Gleisbettungsabschnitte 1 stützen sich über Rollelemente 23
auf den GleiLbahnen ab.
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Werden die Gleisbettungsabschnitte von der ortsfesten Gleisbettung
6 (Geradeausfahrt Fig. 1) nach A (Kurvenfahrt Fig. 3) geschwenkt, dann ergibt sich
die aus Fig. 4 erkennbare Kippung des Gleisbettungsabschnitts um den Winkel &
. Der Anstieg von erfolgt länge der Weiche und darüber hinaus in der ortsfesten
Gleisbettung A nach einer mathematischen Kurve, z.3. einer Sinus linie. Hierbei
sind die Winkel CL am Anfang und Ende eines Gleisbettungsabschnitts 1 unterschiedlich,
was z.B. im Verlauf der Gleitbahnen 3b zum Ausdruck kommt. Für den beweglichen Teil
der Weiche erreicht & von Null ansteigend seinen größten Wert vor der ortsfesten
Gleisbettung A. Das absolute Maximum der Kurvenüberhöhung liegt dagegen meist außerhalb
des eigentlichen Weichenbereichs in der Kurve. Für das normale Rad-Schienesystem(Schienen
7) darf & den Wert 150 nicht übersteigen, da die Gefahr besteht, daß der Wagen
bei Seitensturm umkippt. Infolge der Schienen 11 und der durch sie möglichen Kippsiche
rungen kann α auch größer als 150 werden.
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In den Figuren sind weiter rnit 4 die zur Schwenkbewegung nötigen
hydraulischen, doppelt wirkenden Dtellzylinder, mit 5 und 6 feste Seitenanschläge
und mit 7,9,10,11 verschiedene Schienensysteme in den Gleisbettungsabschnitten bezeichnet.
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Darin stellen 7 die Schienen eines Normalgleises, 9 die A1-Schienen
der SeKundarteile der Antriebslinearmotoren, IG de Al-Schienen für die Führung und
11 die Al-Schienen für die Tragfunktion eines elektrodynarnischen Schwebesystems
dar.
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Die Anordnung und Auswahl der Schienen sind als Beispiei zu werten.
So sind in den Gleisbettungsabschnitten, ohne die Erfindung zu berühren, auch andere
Schienensysteme denkbar.
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Z.B. können dort statt Al-Schienen des elektrodynamischen Systems
auch Eisenschienen eines elektromagnetischen Schwebesystems oder die Betonwände
eines Luftkissenschwebesystems untergebracht werden. Die Schienen 7 sind beim elektrodynamischen
System für Fahrgeschwindigkeiten unter 50 km/h nötig, können aber auch bei den elektromagnetischen
und den Luftkissensystemen als Notschienen gut verwendet werden.
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Mit 12 ist noch ein bei Geradeausfahrt einfahrbares Fahrbahnzwischenstück
angedeutet, das die bei Geradeausfahrt entstefi hende Lücke füllt, von der Seite
oder von unten eingeschoben wird und in dieser Stellung verriegelbar ist.
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Die Figuren 5 bis 8 zeigen eine andere Ausführungsart des Überhöhungsmechanismus
für Weichen der beschriebenen Art.
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Die Figuren 5 und 7 stellen darin in Draufsicht Ausschnitte im Weichenunterbau
dar, auf dem die bewegbaren Gleisbettungsabschnitte der Weiche gleitend geführt
werden.
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In Fig. 5 steht die Weiche in der Stellung Geradeausfahrt; in Fig.
7 in Stellung Kurvenfahrt. In den Figuren 5 und 7 sind die Gleisbettungsabschnitte
abgehoben, in den Figuren 6 und 8 dagegen sichtbar. Die Figuren 6 und 8 zeigen den
Aufbau des
Weichenunterbaus im Querschnitt, wobei Schwenk- und Üserhöhungsmechanismus
genauer sichtbar werden.
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Aus den Schnittfiguren 6 und 8 wird ersichtlich, daß den Gleisbettungsabschnitten
1 Gleitstücke 25 aus Stahl, eventuell in Kunststoffbeschichtung, fest zugeordnet
sind, über die diese auf Gleitbahnen 26 des Weichenunterbaus reibungsarm bewegt
werden können. Die Gleitbahnen können ebenfalls aus kunststoffbeschichtetem Stahl
bestehen. Die Schwenkbewegung geschieht durch ortsfest an ihrem linken Ende gelagerte
Hyaraulikzylinder 27, die in Ausnehmungen im Weichenunterbau mit ausreichender seitlicher
Wlnkelbeweglichkeit eingelassen sind.
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Ihre bewegliche Kolbenstange 28 ist über einen Ring 29 mit dem Zylinder
30 eines Hubstellgliedes 31 verbunden, der vergleichlich der Figuren 5 und 7 in
gekrümmten FWnrungsschlitzen 32 eingelassen und seitenverschiebbar gelagert ist.
Der Zylinder 30 ist an seinem Kopfende mit dem Gleitstück 25 verbunden und nimmt
dieses mitsamt dem darauf befindlichen Gleisbettungsabschnitt 1 bei Seitenbewegungen
durch den Hydraulikzylinder 27 mit. Eine sichere Führung des Gleisbettungsabschnitts
1 wird durch zusatzliche Führungszapfen 35 gewonnen, die in einer Schmalnut 36 der
Gleitbahn 26 laufen. Über die seitenverschieD-baren Hubstellglieder 31 sind die
Gleisbettungsabschnitte 1 einseitig anh&nbar. Sie sind dazu auf den Längsseiten
der ständigen
spurtreuen Anlage mit Drehyelenken 33 versehen, an
denen der Überhöhungswinkel d. auftritt. Auf der gegenüberliegenden Längsseite greifen
die Triebstangen 34 der Hubstellglieder 31 für die Kippung der Gleisbettungsabschnitte
1 um die Drehgelenke 33 an.
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In den Figuren 5 und 6 - die Weiche ist in Stellung Geradeausfahrt
- ist der Hydraulikzylinder in ausgefahrener Kolbenstellung zu sehen. Das mitgenommene
Hubstellglied 31 ist bis zum rechten Anschlag des Führungsschlitzes 30 verschoben
und tn der Höhenstellung Null.
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In den Figuren 7 und 8 - die Weiche ist in Stellung Kurvenfahrt -
befindet sich der Hydraulikzylinder 27 in zurückgenommener Kolbenstellung,und das
Hubstellglied 31 im linken Anschlag des Führungsschlitzes 32 in ausgefahrener Stellung.
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da/ Der Führungszapfen 35 befindet sich/bei in der linken Ecke seiner
Schmalnut 36.
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Jedem Gleisbettungsabschnitt sind mehrere solcher Führungs-und Kippmechanismen
zugeordnet. Die Verstellängen sowohl für die Schwenkantriebe 27/28 als auch für
die Hubstellglieder 31 der Überhöhung sind im Weichenverlauf unterschiedlich, liegen
aber in ihrer einmal gewählten Größe genau fest. Mit der Schwenkbewegung wird zweckmäßig
die Überhöhungsbewegung gleichzeitig erfolgen, wobei in bewährter Weise Lageregelungen
Verwendung
finden können, bei denen durch eine gemeinsame Führungsgröße
die zurückgelegten Wege trotz ihrer unterschiedlichen Länge in der gleichen Zeit,
also sozusagen in prozentualem Synchronlauf, zurückgelegt werden. Damit laufen die
Seiten- und Kippschwenkungen am günstigsten ab.
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Aus Sicherheitsgründen wird man für die Endstellung des Hubes feste
Anschläge vorsehen. Diese können äußerlich sichtbar ausgebildet sein. Möglich sind
auch innere Anschläge in den Hydraulikzylindern selbst, die bei bekannter Ausbildung
als Verriegelungen gleichzeitig ein zeitweiliges Wegnehmen des hydraulischen Drucks
gestatten.
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Die aufgezeigte Modifikation der Kurvenüberhöhung im Weichenbereich
mittels Hubstellgliedern und über Drehgelenke kippbare Gleisbettungsabschnitte ist
auch über den eigentlichen Weichenbereich bis an das Ende der festen Kurvenstrecken
hinaus ausdehnbar.und bei jeder Kurve anwendbar. Sie kann die eingangs erwähnte
Wagenkastensteuerung ersetzen. Ortsfeste Hubstellglieder hätten dann in gleicher
Weise die Gleisbettung A abschnittweise über ortsfeste Drehgelenke anzukippen. Eine
derartige Anwendung könnte eine der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit des gemeldeten
Fahrzeugs angepaßte, stets richtige Überhöhung erbringen. Darüber hinaus ergibt
sich die Möglichkeit zu wesentlich kleineren Kurvenradien zu kommen, wenn der Überhöhungswinkel
dt über die erwähnten 150 hinaus vergrößert wird.
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Durch die Erfindung ist das Problem der Kurvenüberhöhung bei eichen
für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge auf einfache Weise sicher gelöst.
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10 Seiten Beschreibung 11 Patentansprüche 3 Bl. Zeichnungen