Technisches Gebiet
-
Diese Erfindung betrifft Weichen für Schienen-/Führungsbahn-
Systeme und insbesondere eine Weiche, die für die Verwendung mit
automatisierten Führungsbahn-Transportsystemen (AGT) des Typs
geeignet ist, der kleine Einzelfahrzeuge verwendet, die bei
hoher Geschwindigkeit mit einem Abstand von nur drei oder vier
Sekunden zwischen den Fahrzeugen betrieben werden und die auf
einem Paar von voneinander beabstandeten Schienen fahren. Die
Weiche der Erfindung ist jedoch für die Verwendung mit einer
Vielzahl von anderen Schienen-/Führungsbahnsystemen geeignet.
Hintergrund
-
Bei AGT-Systemen des oben angeführten Typs besteht eine
Forderung darin, daß die Fahrzeuge in der Lage sind, häufig an
Stationen anzuhalten, die außerhalb der Hauptstrecke angeordnet
sind, um auf der Hauptstrecke eine hohe Streckengeschwindigkeit
zu erreichen, solche Stationen jedoch trotzdem in dicht
aufeinanderfolgend Intervallen angeordnet sein können.
-
Es muß für die einzelnen Fahrzeuge möglich sein, entweder
der Hauptstrecke zu folgen oder mit einem minimalen
Geschwindigkeitsverlust zu einer Abzweigstrecke abzuzweigen, weshalb die
Weichenlänge kurz und die Weichenbetätigungszeit minimal sein
muß, zum Beispiel zwei Sekunden oder weniger. Vorzugsweise
sollte jeder Abzweigungsabschnitt, der verwendet wird, um von
einer Hauptstrecke abzuzweigen, überhöht sein, um für die
Fahrgäste Komfort zu bieten.
-
Herkömmliche Eisenbahnweichen werden aus verschiedenen
Gründen nicht für AGT-Systeme verwendet. Erstens verwenden
AGT-Systeme oft erhöhte Führungsbahnen, um eine Störung des
Verkehrs zu ebener Erde zu vermeiden, und sie sind in Stadt-
oder Vorstadtumgebungen zu störend, wenn das Gleis nicht schmal
ist, normalerweise etwa die Hälfte der Fahrzeugbreite, und sie
werden häufig als Einschienen-Systeme bezeichnet. In solchen
Systemen müssen zusätzliche Räder und Führungsflächen vorgesehen
sein, um das Fahrzeug vor einem Umkippen zu bewahren, zum
Beispiel bei starkem Wind. Solche zusätzlichen Führungsflächen sind
normalerweise unterhalb eines flachen, breiten, lasttragenden
Gleises vorgesehen, wodurch die Konstruktion der Weichen weiter
verkompliziert und die Verwendung von herkömmlichen
Eisenbahnweichen ausgeschlossen wird.
-
Zweitens ist es nicht möglich, bei herkömmlichen
Eisenbahnweichen die Kurvengleise zu überhöhen.
-
Drittens wird bei AGT-Systemen normalerweise die Energie von
der Führungsbahn zugeführt, zum Beispiel durch Längsleiter, wie
bei einigen herkömmlichen elektrischen Eisenbahnen, welche eine
dritte Schiene für diesen Zweck verwenden, da Oberleitungsdrähte
aus ästhetischen Gründen allgemein für erhöhte Führungsbahnen
ungeeignet sind. Bei AGT-Systemen sind zusätzliche Längsleiter
normalerweise auch erforderlich, um Steuerungs- und
Kommunikationskanäle zur Verfügung zu stellen. Solche Gruppen von
Längsleitern dürfen die Laufflächen nicht schneiden, und daher sind
bei herkömmlichen Eisenbahnweichen sowohl die Leiter als auch
die Kollektorbürsten an dem Fahrzeug doppelt an jeder Seite des
Fahrzeugs und des Gleises ausgeführt, um eine kontinuierliche
elektrische Verbindung in der Weichenzone zu sichern.
-
Einige dem Stand der Technik entsprechende Vorschläge haben
versucht, die Probleme, die mit dem Weichenstellen von
Einschienensystemen und anderen Führungsbahnsystemen verbunden sind,
durch Querverschieben eines ersten Abschnitts der Führungsbahn
zusammen mit den Längsleitern und den zusätzlichen
Führungsflächen und durch Bewegen eines zweiten Abschnitts an ihre Stelle
zu überwinden, wobei der erste Abschnitt der Führungsbahn gerade
und eben und der zweite Abschnitt gekrümmt und überhöht
ausgeführt ist. Das Problem bei solchen dem Stand der Technik
entsprechenden Vorschlägen ist jedoch, daß die Stellzeit lang ist,
weil massive Konstruktionen bewegt werden müssen. Andere dem
Stand der Technik entsprechende Vorschläge umfassen das Biegen
einer gesamten Einschienen-Konstruktion einschließlich der
Weichenzone, obwohl diese Vorschläge allgemein auf schnelle Züge
bezogen sind, bei denen die Stellzeit nicht von Bedeutung ist.
-
Ein undurchführbarer, dem Stand der Technik entsprechender
Vorschlag ist der von Trent in den US-Patenten Nr. 3,472,176 und
3,477,389, welche einen schmalen Träger offenbaren, der eine
Lauffläche trägt, die auf Grund dessen gebogen und verdreht ist,
weil sie von einer Reihe von vertikalen Stützen oder Pfosten
getragen wird. Diese Pfosten können geneigt werden, sind an
einem Punkt, der ausreichend tief unter der Erdoberfläche liegt,
gelenkig gelagert und angeordnet, um sowohl das Überhöhen als
auch das Biegen des Gleises in der Weichenstellzone zu sichern.
Die Nicht-Realisierbarkeit eines solchen Vorschlages liegt
darin, daß sich erstens die Weichenstellkonstruktion gut über
Hunderte von Metern erstrecken kann und bei den offenbarten
Trägerabmessungen viele Hunderte von Tonnen wiegen könnte.
Zweitens ist es nicht akzeptabel, den Betrag der
Seitenverschiebung auf den Rollwinkel (oder die Neigung) zu beziehen,
der unvermeidlich bei dieser Anordnung auftreten würde. So würde
sich zum Beispiel das letzte gelenkige Lager etwa 23 Meter in
den Erdboden hinein erstrecken, wenn der empfohlene
Überhöhungswinkel von fünfzehn Grad bis zu diesem Punkt weitergeführt wird.
Weiterhin ist es hinsichtlich des Biegeverhaltens von Trägern
gut bekannt, daß die Krümmung für Querlasten, die am Ende des
Trägers aufgebracht werden, sich auf Null verringert, so daß der
entsprechende Neigungswinkel ebenfalls Null sein würde, was die
Trent-Konstruktion nicht gewährleisten könnte.
Ein anderer undurchführbarer Vorschlag stammt von J.
Rosenbaum et. al. in den US-Patenten Nr. 2,997,004 und 3,093,090, die
die Verwendung eines Kastenträgers mit geringer Breite
offenbaren, der durch die Eisenbahnwagen überbrückt wird, um die
Stabilität zu sichern und der zur Seitenverschiebung des Gleises
seitwärts gebogen ist, um das Weichenstellen zu bewirken. Wie
bei dem vorher erwähnten Trent-Vorschlag, schließt jedoch diese
Anordnung das Querbewegen der gesamten Trägerkonstruktion von
einer Stellung in die andere ein, was sehr schwierig sein würde.
Weder Rosenbaum noch Trent sehen das verdrillende Biegen der
Trägerkonstruktion vor, das wünschenswert ist, um das Überhöhen
zu sichern.
-
Auf ähnliche Weise offenbart D. Schutze in den Patenten
Nr. 3,013,504 und 2,903,972 eine Kastenträger-Führungsbahn mit
denselben Einschränkungen.
-
Die dem Stand der Technik entsprechenden Vorschläge sind für
die Verwendung in AGT-Systemen nicht geeignet, bei denen sich
einzelne Fahrzeuge bei hohen Geschwindigkeiten und in relativ
geringem Abstand in einem Fahrzeugstrom bewegen, und es ist
daher ein Vorteil, wenn die Fahrzeuge in der Lage sind, von der
Hauptstrecke oder vom Hauptgleis umgeleitet oder rangiert zu
werden, wenn sie an Stationen anhalten, um es Fahrzeugen zu
ermöglichen, ohne Verlangsamung durchzufahren. Jede Weiche in
einer solchen Anordnung muß schnell von der Hauptstrecke auf die
Abzweigstrecke umgestellt werden können, und die Weichenlänge
sollte vorzugsweise kurz sein, wie es vorher erwähnt wurde.
Daraus würden sich für die Fahrgäste hohe Querbeschleunigungen
ergeben, wenn das Fahrzeug das gekrümmte Gleis in der
Abzweigstreckenposition durchfährt. Diese Querbeschleunigungen würden
für die Fahrgäste in höherem Maße akzeptabel sein, wenn das
Gleis in der Abzweigposition entsprechend überhöht ist. Wenn das
Gleis schmal und damit die erforderliche Versetzung gering ist,
ist daher der Grad der Beschleunigung gering. Ein derartiges
schmales Gleis ist in der ebenfalls anhängigen internationalen
Patentanmeldung PCT/AU94/00046 mit dem Titel "Self Steering
Railway Bogie" beschrieben, in der die Führungsbahn erhöht und
das Fahrzeug an dem Gleis verriegelt sein kann, zum Beispiel
durch Klemmräder, wie sie in einer weiteren, ebenfalls
anhängigen internationalen Patentanmeldung PCT/AU94/00201 mit dem
Titel "Track Guided Vehicle System" beschrieben sind. Eine
solche Schmalgleisanordnung, bei denen die Klemmräder an der
Unterseite des Schienenkopfes laufen, schließen die Verwendung der
vorhandenen Eisenbahnweichen-Technologien aus, und sie würden
Gleisverbindungen undurchführbar machen, wie es für die vorher
erwähnten Techniken von Rosenbaum, Trent und Schutze erkannt
wurde.
-
Der grundlegende Zweck der vorliegenden Erfindung ist es,
eine Weiche für das Gleis einer Führungsbahn oder einer
Eisenbahn zur Verfügung zu stellen, die die mit dem Stand der Technik
verbundenen Nachteile überwindet oder vermindert.
-
Die EP-A-0 151 012 offenbart eine Weiche zur Verbindung
eines ersten Gleises mit einem zweiten Abzweiggleis gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1.
-
Die Erfindung stellt eine Weiche zur Verbindung eines ersten
Gleises mit einem zweiten Abzweiggleis zur Verfügung, von denen
jedes zwei im wesentlichen parallele Schienen aufweist, auf
denen Fahrzeuge unter Verwendung des Gleises fahren, wobei das
erste Gleis eine transversale Unterbrechung aufweist, die es in
ein erstes Gleissegment und ein zweites Gleissegment unterteilt,
die an dieser Unterbrechung jeweils Schienenenden aufweisen,
wobei das zweite Abzweiggleis auf einer Seite der Unterbrechung
Schienenenden hat und seitlich vom ersten Gleis weg verläuft,
wobei das erste Gleissegment einen Abschnitt hat, der einen
Stellbereich bildet, der so ausgebildet ist, daß er eine Biegung
zuläßt, so daß seine Schienenenden in einer ersten Stellung mit
den Schienenenden des zweiten Gleissegments und in einer zweiten
Stellung mit den Schienenenden des zweiten Abzweiggleises fluchten,
wobei die Schienen in dem Stellbereich durch mehrere
Querschwellen verbunden und in einem im wesentlichen konstanten
Abstand zueinander gehalten sind, die in Intervallen entlang des
Stellbereichs angeordnet sind, und wobei zumindest einige dieser
Schwellen gelenkig mit beiden Schienen verbunden sind,
gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung, die mit einer oder
mehreren dieser Schwellen verbunden und so angeordnet ist, um
die Schienenenden des ersten Gleissegments seitlich zwischen der
ersten und zweiten Stellung zu verstellen, wobei die Distanz,
die von den Schienenenden des ersten Gleissegments bei Bewegung
von einer dieser Stellungen in die andere zurückgelegt wird,
größer ist als der Abstand zwischen den Schienenenden des
Gleises.
-
Vorzugsweise hebt die Verstellvorrichtung die Schienenenden
des ersten Gleissegments an und senkt sie wieder ab, wenn es
zwischen der ersten und zweiten Stellung verstellt wird.
-
Vorzugsweise wird jedes der ersten und zweiten Gleise durch
eine Konstruktion getragen, die Widerlager umfaßt. Die Schwellen
werden durch die jeweiligen Widerlager gestützt und plaziert,
wenn sie sich entweder in der ersten oder der zweiten Stellung
befinden.
-
Vorzugsweise ist in dem ersten Gleissegment die
Verstellvorrichtung so ausgebildet und angeordnet, daß sich eine oder
mehrere Schwellen im Stellbereich während der Verstellung der
Schienenenden des ersten Gleissegments zwischen der ersten und
zweiten Stellung neigen, um zu bewirken, daß sich zumindest ein
Teil des Gleises in dem Stellbereich in einer Weise überhöht,
die langsam zunimmt, um dem Fahrzeug, das diesen Teil des
Stellbereichs befährt, eine sanfte Rollbewegung zu vermitteln.
-
Vorzugsweise umfaßt die Verstellvorrichtung einen
Stellmechanismus mit einem Gestänge in Form einer im wesentlichen
parallelogramm-artigen Konfiguration, deren Arme die Schwellen
gelenkig mit einer Tragkonstruktion verbinden.
-
In einer bevorzugten Form kann die vorliegende Erfindung mit
der Gleis- und Zweiflächen-Rad- und Klemmrad-Konfiguration
verwendet werden, wie es in den vorher erwähnten, ebenfalls
anhängigen Patentanmeldungen Nr. PCT/AU94/00046 und PCT/AU94/00201
offenbart ist, wodurch zusätzlich zu anderen darin beschriebenen
Vorteilen eine Gleisbaugruppe zur Verfügung gestellt wird, die
von einer ersten Stellung, in der sie zum Beispiel ein gerades
Teilstück des Hauptgleises sein kann, in eine zweite Stellung
gebogen werden kann, in der sie eine überhöhte und gekrümmte
Konfiguration annimmt, um mit einem Abzweiggleis zu fluchten.
-
In einer anderen Form kann die Weiche der vorliegenden
Erfindung eine Form ähnlich der einer herkömmlichen
Eisenbahnweiche annehmen, die zwei im wesentlichen parallele Schienen
umfaßt, deren Abstand durch Schwellen bestimmt ist, mit der
Ausnahme, daß zumindest einige der Schwellen schwenkbar oder
elastisch mit den Schienen verbunden sind, um in einigen
Bereichen des Stellbereichs eine geringfügige Winkeldrehung
dazwischen zu erzielen. Die Schwellen können auf Drehzapfen gelagert
sein, oder es sind Gestänge unter dem Gleis vorgesehen, die
zwischen zwei Stellungen verschiebbar sind, von denen eine dem
Hauptgleis und die andere dem Abzweiggleis entspricht. Die
Gestänge sind so ausgeführt, daß in der Hauptgleis-Einstellung
die Schienen des Stellbereiches gerade und flach sind und ihre
Enden genau mit denen des Hauptgleises fluchten, während in der
Abzweiggleis-Einstellung die Schienen des Stellbereiches
allmählich und angepaßt überhöht oder gekrümmt sind und ihre Enden
genau mit denen des anzufahrenden Abzweiggleises fluchten. In
einer solchen Ausführung würde es vorzuziehen sein, daß die
Schwellen durch geeignete Widerlager abgestützt sind, die in
den Fundamenten, Trägern und Unterzügen, welche die Weiche
abstützen, vorgesehen sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
Die Erfindung wird nun durch nichteinschränkende Beispiele
unter Bezugnahme auf die nachfolgend angeführten Zeichnungen
beschrieben.
-
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Abzweig-
Eisenbahngleises, in dem eine Weiche gemäß der Erfindung zur
Anwendung kommt;
-
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des
Abzweig-Eisenbahngleises von Fig. 1 in der durch den Pfeil A gekennzeichneten
Richtung (Stützträger);
-
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Teilbereich von dem
Gleis und einem Leiter, wie in Fig. 2 dargestellt ist;
-
Fig. 4 ist eine schematische Draufsicht des Biegeteils der
Schienen, die einen Teil des Gleises und der Weiche von Fig. 1
bilden;
-
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie B-B von
Fig. 1;
-
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie D-D von
Fig. 5;
-
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie C-C von
Fig. 1;
-
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie E-E von
Fig. 7;
-
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht durch das Gleis und den
Träger an Schwelle 24;
-
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie F-F von
Fig. 9;
-
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht durch die Gleise und
den Träger, typisch für Schwellen 25 bis 30;
-
Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie G-G von
Fig. 11;
-
Fig. 13 ist ein Diagramm, das den Schienenversatz über der
Position der Schwellen darstellt;
-
Fig. 14 ist ein Diagramm, das den Überhöhungswinkel der
Schienen über der Position der Schwellen darstellt;
-
Fig. 15 ist ein Diagramm, das die Querbeschleunigung über
der Position der Schwellen darstellt; und
-
Fig. 16 zeigt schematisch die Bewegung der Schienenenden 3
und 4 während des Verstellens.
Ausführungsart der Erfindung
-
Fig. 1 zeigt die Weiche gemäß einer Ausführung der
Erfindung, in der die Schienen des Eisenbahngleises 1-1 verstellt,
ummit den Schienen des Abzweig-Eisenbahngleises 2 zu fluchten
und wieder zurückgestellt werden können, indem die
Schienenabschnitte 3 und 4, die einen Stellbereich bilden, gebogen
werden, um abwechselnd mit den Schienenenden der Schienen 5
und 6 oder mit den Schienenenden der Schienen 7 und 8 des
Abzweig-Eisenbahngleises 2 zu fluchten. Dargestellt ist hier die
Abzweiggleis-Stellung der Weiche, in der die Schienenabschnitte
3 und 4 mit den Schienen 7 und 8 fluchten.
-
Die Gleise 1-1 und 2 werden von Trägern 9, 10 und 11
abgestützt, die auf den Pfeilern 12 und 13 ruhen. Die Träger 9, 10
und 11 stützen die jeweiligen Schienen auf den Schwellen 15 ab,
die entlang dem Gleis in regelmäßigen Abständen außerhalb des
Stellbereiches angeordnet sind. Die Träger 9, 10 und 11 sind
vorzugsweise aus Stahlbeton hergestellt, wie aus Fig. 2 und 3
ersichtlich ist. Die Schienen 7 und 8 sind über schalldämpfende
Unterlagen 16 durch Schrauben 17 mit den Schwellen 15 verbunden.
Die Schwellen 15 tragen auch die Leiter 18, die durch Isolatoren
14 in geeigneter Weise isoliert sind.
-
Die Pfeiler 12 und 13 stützen auch den Träger 19 ab, der
dazu dient, das Gleis im Stellbereich abzustützen. Hier sind die
Normal-Schwellen, bezeichnet mit 15, durch Schwellen
verschiedener Typen, bezeichnet mit 20 bis 30 in Fig. 1, über die Länge
des Stellbereiches ersetzt, an denen die Schienenabschnitte 3
und 4 schwenkbar und/oder elastisch in einer Art und Weise, die
ein geringfügiges Schwenken ermöglicht, befestigt sind, wie es
sehr deutlich in Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Die Leiter 18
und die Isolatoren 14 sind gleichermaßen für das Schwenken
ausgestaltet.
-
Der Stellmechanismus 40 für das Verstellen oder Bewegen
der Schwelle 20 ist in den Fig. 5 und 6 in der Abzweiggleis-
Einstellung dargestellt. Der Steilmechanismus 40 umfaßt ein
Parallelogramm-Gestänge aus zwei Stangen 31 und 32, die die
Schwelle 20 abstützen und die an den Wellen 34 bzw. 35 befestigt
sind, die sich zu diesem Zweck außerhalb von dem Gehäuse 3
erstrecken. Die Stangen 31 und 32 sind an ihren oberen Enden mit
den Zapfen 36 und 37 versehen, die in der Schwelle 20 drehbar
gelagert oder alternativ in Gummibuchsen (nicht dargestellt)
montiert sind.
-
Die Welle 35 besitzt eine an ihr im Gehäuse 33 befestigte
Stange 38 mit einer sich radial erstreckenden Gleitbahn, in der
der Anpassungsgleitblock 39b betätigt wird, wobei der letztere
schwenkbar mit dem Betätigungsarm 39 verbunden ist. Der
Betätigungsarm 39 ist an der Welle 41 befestigt, die ebenfalls drehbar
in dem Gehäuse 33 gelagert ist.
-
Der Arm 43 ist gleichfalls an der Welle 41 befestigt und
sein äußeres Ende ist am Schwenkpunkt 44 mit dem Gabelkopf 45
des Hydraulikzylinders 46 schwenkbar verbunden. Der Zylinder 46
ist am Gehäuse 33 sowie am Schwenkpunkt 47 schwenkbar gelagert
und durch die Hydraulikleitungen 48 und 49 mit einer geeigneten
Hydraulikenergiequelle und Betätigungseinrichtungen (nicht
dargestellt) verbunden.
-
Nachdem der Leitung 48 und damit dem Zylinder 46 Öl
zugeführt wurde, bewegt der Gabelkopf 45 den Arm 43 in die Position,
die als Position 43a strichpunktiert gekennzeichnet ist, wodurch
bewirkt wird, daß sich der Betätigungsarm 39 in die Position 39a
und die Stange 38 in die Position 38a bewegt. Es ist anzumerken,
daß sich der Betätigungsarm 39 und die Stange 38, mit Ausnahme
an den beiden äußersten Bewegungspunkten des Zylinders 46, sich
in rechten Winkeln zueinander befinden, so daß zum Beispiel in
der in Fig. 5 dargestellten Stellung die Stangen 31 und 32 in
der dargestellten Position befestigt sind. In dieser Stellung
ist die Schwelle 20 nicht nur wie beschrieben befestigt, sondern
auch gegen jede Bewegung dadurch gesichert, daß ihre äußersten
linken und rechten Enden 50 und 51 in Positionierungsblöcken
(oder Widerlagern) 52 und 53, die am Gehäuse 33 befestigt sind,
sitzen. Es ist ersichtlich, daß nach dem Betätigen des Zylinders
46, wie es gerade beschrieben wurde, sich die Stange 32 in die
gestrichelt gekennzeichnete Stellung 32a bewegt und der Zapfen
37 sich in die mit 37a bezeichnete Stellung entlang der
strichpunktierten Linie 104 bewegt. Die Schwelle 20 (in der Stellung
37a nicht dargestellt) wird daher angehoben und in eine Stellung
gebracht, in der die Schienenenden der Schienenabschnitte 3 und
4 sich in eine Stellung bewegen, die mit der Stellung der
Schienenabschnitte 5 und 6 fluchtet, die einer Hauptgleis-Einstellung
der Weiche entspricht, wobei das Gleis des Stellbereiches mit
dem Gleis 1-1 fluchtet. Die obere Fläche der Schiene 3 bewegt
sich entlang der strichpunktierten Linie 101. In dieser Stellung
sitzen die äußersten Enden 50 und 51 der Schwelle 20 an den
Positionierungsblöcken 54 und 55, die ebenfalls am Gehäuse 3
befestigt sind. Es ist zu bemerken, daß die Endender Leiter 18
in der Abzweiggleis-Einstellung (Fig. 5) ebenfalls so angehoben
und verstellt werden, daß sie von der Schiene 6 freikommen.
-
Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Schienen 5 und 6 über
das Ende des Trägers 10 überstehen, wobei das letzte Auflager
sich an der Schwelle 15 befindet. Die Schwelle 15 stützt auch
die in Längsrichtung verlaufenden Leiter 18 in der derselben Art
und Weise ab, wie alle Schwellen in dem Nicht-Stellbereich der
Gleise 1-1 und 2 (in Fig. 6 nicht dargestellt).
-
Bezug auf Fig. 6, 7 und 8 nehmend, ist ersichtlich, daß
sich die Welle 41 außerhalb des Gehäuses 33 erstreckt, um die
Universalverbindung 57 anzubringen, die ebenfalls an dem Ende
der Welle 58 befestigt ist, die sich entlang dem Träger 19 zu
der Schwelle 23 erstreckt, wo sie einen Stellmechanismus 91
antreibt, der dem Stellmechanismus 40 gleicht, der die Schwelle
20 abstützt, jedoch in geringerem Maße, wie es für die geringere
Verschiebung der Schienenabschnitte 3 und 4 an diesem Punkt
erforderlich ist. Weil die Bewegung der Schienenabschnitte 3
und 4 an den Schwellen 20 und 23 genau gesteuert wird, ist es
an den Schwellen 21 und 22 ausreichend, Positionierungsblöcke
vorzusehen, die den Positionierungsblöcken 52, 53, 54 und 55
gleichen, die an den jeweiligen Gehäusen an diesen Stellen
angebracht sind. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, ist die Welle
58 mit der Welle 60 durch die Universalverbindung 57 verbunden,
die die Stange 61 um den gleichen Winkel dreht wie der Arm 39
(von Fig. 5).
-
Somit entspricht die Stange 61 dem Arm 39 (von Fig. 5) und
gleichermaßen entsprechen die Stangen 62, 63 und 64 (Fig. 7)
den Stangen 38, 31 bzw. 32 von Fig. 5. Gleichermaßen entsprechen
die Positionierungsblöcke 67, 68, 69 und 70 und die Zapfen
65 und 66 von Fig. 7 den Positionierungsblöcken 52, 53, 54 und
55 und den Zapfen 36 bzw. 37 von Fig. 5. Die Wellen 71 und 72
sind so positioniert, daß die Schwelle 23 in dem Abzweiggleis
nach links geneigt ist (wie es aus Fig. 7 ersichtlich ist).
Diese Neigung ist dazu bestimmt, die Zentrifugalkraft zu
verringern, die die Fahrgäste in einem auf dem Gleis fahrenden
Fahrzeug verspüren, wenn es den Stellbereich zu dem Abzweiggleis
2 durchfährt. Die Welle 60 trägt ein Zahnrad 73, das über ein
Zwischenrad 74 das Ritzel 75 antreibt, das auf der Welle 76
montiert ist, die in dem Deckel 77 drehbar gelagert ist und so
die Welle 78 über die Universalverbindung 79 dreht. Der
Stellmechanismus 91 ist in dem Gehäuse 56 untergebracht. Die Welle 78
erstreckt sich, gelagert in Lagern neben jeder Schwelle, die
sich von der Schwelle 24 bis zu der Schwelle 30 erstrecken,
entlang dem Träger 19.
-
Im Falle der Schwelle 24 (Fig. 9 und 10) ist kein Platz
für das Anordnen eines Positionierungsblockes entsprechend der
Bezugszahl 68 von Fig. 7 vorhanden. Weil jedoch diese Schwelle
benachbart zu einem weiteren Stellmechanismus 92 der Schwelle 25
(Fig. 11) angeordnet ist, ist es nur erforderlich, die Schwelle
24 durch eine schwenkbare Verbindungsstange 80 abzustützen. Der
Positionierungsblock 81 ist vorgesehen, um das linke Ende der
Schwelle 24 in der Abzweiggleis-Stellung abzustützen und der
Positionierungsblock 82 stützt in der Hauptgleis-Stellung der
Weiche ab. Die Verbindungsstange 80 ist in einem Fußlager 83
drehbar gelagert, wie es an der Position 84 dargestellt ist und
die Welle 78 ist durch das Fußlager 83 geführt und nimmt an der
Bewegung der Schwelle 24 nicht teil. Es ist zu bemerken, daß der
Neigungswinkel (oder Rollwinkel) an diesem Punkt entlang den
Biegeschienenabschnitten 3 und 4 sein Maximum erreicht hat.
-
Fig. 11 und 12 zeigen deutlich den Mechanismus 92 für die
Steuerung der Bewegung der Schwellen 25 bis 30. In jedem dieser
Fälle ist die Schwelle an einem Fußlager 86, das an dem Träger
19 befestigt ist, schwenkbar gelagert, wie es bei 85 dargestellt
ist. Die Welle 78 ist in dem Fußlager 86 drehbar gelagert, wie
es bei 87 dargestellt ist und sie wird durch eine
Verbindungsstange 88, die an dem an der Welle 78 montierten exzentrischen
Bauteil 89 drehbar gelagert ist, abgestützt. Das kleine Ende der
Verbindungsstange 88 ist an der Schwelle so gelagert, wie es bei
90 dargestellt ist.
-
Der Grad der Exzentrizität jedes exzentrischen Bauteils wird
zwischen den Schwellen 25 und 30 fortschreitend geringer, so daß
dann, wenn ein Fahrzeug in den Stellbereich der Führungsbahn an
der Schwelle 30 einfährt, eine sanfte Rollbewegung ohne
tatsächliche seitliche Verschiebung auf dem Schienenpegel vermittelt
wird. Die Fahrgäste in dem Fahrzeug erfahren eine
Seitenverschiebungs-Beschleunigung, die sich aus der Rollbeschleunigung
ableitet. Durch diese Einrichtung sind nur die Stellmechanismen
40 und 91 erforderlich, um sowohl das Rollen als auch die
Seitenverschiebung der Schienen an den Schwellen 20 bzw. 23 zu
steuern und dennoch ist eine sanft beschleunigte Bewegung in
einem Grade vorhanden, die wegen der dem Fahrzeug vermittelten
Rollbewegung für die Fahrgäste akzeptabler ist.
-
Fig. 13 zeigt eine grafische Darstellung der Mittellinie
des Gleises sowohl in der Hauptgleis-Einstellung 110 und den
zunehmenden Versatz des Gleises in die Abzweiggleis-Einstellung
111. Die Distanz entlang dem Gleis ist durch die
Schwellennummern beginnend an Schwelle 30 und endend an Schwelle 20
dargestellt. Zwischen den Schwellen 30 und 27 und zwischen den
Schwellen 23 und 20 ist das Gleis annähernd gerade und zwischen
den Schwellen 27 und 23 ist es in einem konstanten Radius 112
gekrümmt.
-
Bezug auf Fig. 14 nehmend ist das Gleis (Linie 113) von der
Schwelle 30 bis zu der Schwelle 25 sanft bis zu einem
Maximalwert von 6º zunehmend und darauf bis zu der Schwelle 20 sanft
abnehmend überhöht. Weil sich die Fahrgäste ziemlich weit über
dem Gleis befinden, verändert diese Überhöhung das Fühlen der
Querbeschleunigung, die sich aus der Veränderung des Versatzes
entlang dem Gleis (Fig. 13) ergibt, und es wird eine
verringerte Querbeschleunigung erzeugt, wie sie durch die Linie 115 in
Fig. 15 dargestellt ist. Die Fahrzeugräder, die mit dem Gleis
eingreifen, erfahren jedoch einen höheren Wert der
Querbeschleunigung, wie es durch die Linie 114 dargestellt ist. Das
bedeutet, daß die von dem Fahrgast wahrgenommene Querbeschleunigung
etwas verringert ist.
-
Der Hauptzweck dieses Beschleunigungsmusters ist jedoch, ein
sanftes Beschleunigungsprofil während der Verstellungen mit
geringstem konstruktiven Aufwand 2u erzielen, wie es vorher
angeführt wurde. Trotz der offensichtlichen Asymmetrie des in
Fig. 1 dargestellten Erscheinungsbildes der Weiche, ist zu
erkennen, daß das Beschleunigungsmuster präzise dasselbe sein
kann, gleich ob das Fahrzeug sich von rechts nach links bewegt
oder umgekehrt, und daß die wahrgenommene Beschleunigung
hinsichtlich ihres Zuwachses und ihrer Abnahme symmetrisch ist.
Andererseits kann, wenn die Weiche in einem sich einer Station
annähernden Gleisabschnitt angeordnet ist, ein anderes
asymmetrisches Beschleunigungsmuster erzielt und eingestellt werden,
um dem Zustand zu entsprechen, in der das Fahrzeug in dem
Stellbereich seine Bewegung verzögert oder beschleunigt.
-
Es wird nun Bezug auf Fig. 16 genommen, die das Problem
erläutert, das mit den Bewegungslokationen der Schienen während
der Weichenstellung verbunden ist. Das Problem tritt auf, wenn
die Schienen 3 und 4 von der Abzweiggleis-Stellung 2 in die
Hauptgleis-Stellung 1 gebogen werden und umgekehrt. Das
Schienenende 3a bewegt sich entlang der Linie 103 in eine Stellung
benachbart zu dem Schienenende 5a. Dabei kommt es mit dem
Schienenende 6a in Kollision, wenn das letztere nicht verkürzt wird.
Ein solches Verkürzen würde jedoch einen Spalt zwischen 4a und
6a in der Hauptgleis-Einstellung der Weiche ergeben, der nicht
erwünscht ist. Dieser Spalt ist ein Problem für Fahrzeuge mit
kleinen Raddurchmessern. In Abhängigkeit von der Größe des
Spaltes braucht es jedoch für Fahrzeuge mit größeren Raddurchmessern
nicht von Bedeutung zu sein.
-
Normalerweise ist das Spaltproblem bei AGT-Systemen, bei
denen die Räder viel kleiner sind, als bei den herkömmlichen
Eisenbahnsystemen, als kritisch anzusehen.
-
Dieses Problem wird bei einer Weiche überwunden, die gemäß
der dargestellten Ausführung der vorliegenden Erfindung
ausgestaltet ist, weil die Schienenenden 3a und 4a den Wegen folgen,
die in Fig. 5 mit 101 bzw. 102 gekennzeichnet sind.
-
Die vorher angeführte Ausführung einer Weiche ist für die
Verwendung in AGT-Systemen geeignet, indem sie eine Klemmrad-
Anordnung verwendet, bei der die Klemmräder auf der Unterseite
der Schienenköpfe laufen.
-
Die vorher angeführte Ausführung wurde unter Bezugnahme auf
ein gerades Hauptgleis und ein seitlich davon abzweigendes Gleis
beschrieben. Die Weiche der vorliegenden Erfindung könnte jedoch
zum Beispiel in einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung
verwendet werden, wie für ein gekrümmtes Hauptgleis, das ein
davon abzweigendes Gleis besitzt. Weiterhin könnte in einer
weiteren, nicht dargestellten, Ausführung die Weiche der
vorliegenden Erfindung, die einen eine Biegung zulassenden
Gleisabschnitt und bewegbare Schwellen aufweist, gleichermaßen für
ein Gleis Anwendung finden, das sich in einer Y-Konfiguration
teilt, bei der sich ein einzelnes Gleis zu zwei getrennten
Gleisen verzweigt wird.
-
Von Fachleuten ist zu erkennen, daß zahlreiche
Variationen und/oder Modifikationen der Erfindung möglich sind, wie
sie in den spezifischen Ausführungen dargestellt sind, ohne vom
Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den Ansprüchen
definiert ist, Die vorliegenden Ausführungen sind daher in jeder
Hinsicht als erläuternd und nicht einschränkend zu betrachten.