EP0295573A1 - Anordnung zum kontrollierten Führen einer Radachse bzw. eines Drehgestells eines eine Weiche durchfahrenden Schienenfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Es wird eine Anordnung zum kontrollierten Führen einer Radachse (22) bzw. eines Drehgestells eines eine Weiche durchfahrenden Schienenfahrzeuges vorgeschlagen, bei der der Radaufstandspunkt (48, 50) derart kontrolliert beeinflußt wird, daß die Radachse (22) im wesentlichen senkrecht zur Schienenlängsachse verläuft. Die kontrollierte Beeinflussung des Radaufstandspunktes (48, 50) kann dadurch erfolgen, daß z. B. die Backenschiene (32) im Bereich des Zungenanfangs nach außen weggeführt wird.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum kontrollierten Führen einer Radachse bzw. eines Drehgestells eines eine Weiche durchfahrenden Schienenfahrzeuges, wobei die Räder sich jeweils in einem Radaufstandspunkt auf den Backenschienen abstützen und wobei die Backenschiene des einen Winkel einschließenden Stamm- und Zweiggleises starr und die Weichenzungen ver­schwenkbar ausgebildet sind.
• Im Bereich von Weichen erfolgt eine unerwünschte Abnutzung der Spurkränze und damit verbunden ein Abrieb der Flanken an den Fahrkantenseiten der Zungenanfänge. Dies wiederum führt zwangsweise zu einer intensiven Wartung und zu häufigen Erneuerungen der entsprechenden Teile, deren Kosten auf dem Oberbausektor erheblich sind.
• Wünschenswert wäre es daher, im Bereich einer Weiche soweit wie möglich gleisähnliche Bedingungen zu schaffen, wodurch der Verschleiß verringert und gleichzeitig der Fahrkomfort erhöht werden würde.
• Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung der zuvor beschriebenen Art so auszubilden, daß im Übergangsbereich zwischen Backenschiene und Zunge eine im wesentlichen reine Roll- und keine Schleifbewegung zwischen Rad und Schiene erfolgt, wobei gleichzeitig ein optimaler Fahrkomfort gegeben sein soll. Dies soll unabhängig von dem Radius der Weiche erfüllt sein.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß zumindest der Verlauf einer Backenschiene im Bereich der Weiche derart von dem Grundverlauf abweicht, daß der Radaufstandspunkt zur gezielten Ausrichtung der Rad- bzw. Drehgestellachse auf die Gleislängsachse oder die zwischen Stamm- und Zweiggleis verlaufende Winkelhalbierende wirksam beeinflußt ist. Unter Grundverlauf wird dabei der Verlauf der Backenschiene verstanden, der bei üblichen Weichengeometrien und -auslegungen gegeben ist. Hiervon weicht zumindest die Backenschiene der Hauptfahrrichtung -sei es im Stamm- oder im Zweiggleis- ab. Vorzugsweise weichen jedoch beide Backen­schienen von dem Grundverlauf ab, wobei ein Wegführen nach außen, also von der jeweiligen Gleisachse weg, erfolgt.
• Das Ausrichten der Radachse auf die Gleislängsachse oder die zwischen dem Stamm- und Zweiggleis verlaufende Winkel­halbierende hängt nun davon ab, welcher Fahrtrichtung Priorität gegeben wird. Soll sowohl das Stamm- als auch das Zweiggleis gleichermaßen befahren werden, so wird die Verlaufsänderung so ausgerichtet, daß die Radachse sich im wesentlichen so auf die Winkelhalbierende einstellt, also in etwa senkrecht zu dieser ausgerichtet werden soll, um die aufgabengemäß zu verhindern­den Schleifbewegungen zu vermeiden. Durch die Veränderung des Backenschienenverlaufs vom üblichen Grundverlauf einer nach dem Stand der Technik ausgebildeten Weiche ergibt sich der Vorteil, daß der Radaufstandspunkt so wirksam beeinflußt wird, daß für die Rädar gleisähnliche Verhältnisse vorliegen, so daß die beim Durchfahren einer Weiche normalerweise sich ändernden Radaufstandspunkte und die sich daraus ergebende Änderung der Winkelgeschwindigkeit vermieden wird.
• Die Ausbuchtungen selbst können sich durch Winkel zueinander beschreibende geradlinige Abschnitte zusammensetzen, die stetig ineinander übergehen.
• Durch die erfindungsgemäße Anordnung ergibt sich der Vorteil, daß Weichen mit hohen Geschwindigkeiten durchfahren werden können, ohne daß ein beschleunigt zu Zerstörungen führender Verschleiß auftritt. Insbesondere ist sichergestellt, daß der Spurkranz die Zunge so wenig wie möglich anläuft. Demzufolge bilden sich sehr frühzeitig gleisähnliche Bedingungen im Übergangsbereich zwischen Backenschiene und Zungenschiene aus. Der Fahrkomfort wird durch die erfindungegemäße Anordnung in keiner Weise beeinflußt, vielmehr eröffnen sich Fahreigen­schaften, die denen in einem normalen Gleis entsprechen. Dabei spielt es auch keine Rolle, von welcher Richtung her eine Weiche durchfahren wird, da ein stetiger Übergang zwischen Zunge und Backe gegeben ist. Daher ist die erfindungsgemäße Anordnung und die damit verbundene Ausbilding der Weiche nicht mit einer aus dem Stand der Technik bekannten eingesetzten Zunge zu vergleichen. Bei einer entsprechenden Konstruktion ist bekanntlich ein Absatz zwischen Backen- und Zungenschiene ausgebildet, so daß nicht nur in diesem Bereich ein erheblicher Verschleiß auftritt, sondern auch nur ein problemloses Befahren von einer Richtung her möglich ist. Zudem erfolgt hierdurch keine kontrollierte Beeinflussung des Radaufstandspunkts, so daß weiterhin der Spurkranz die Zunge unerwünscht lang anläuft.
• Der erfindungsgemäße Lösungsvorschlag, der sich durch das Wegführen der Backenschiene aus der üblicherweise nach dem Stand der Technik vorgeschriebenen Richtung (Grundverlauf) des Schienenstrangs auszeichnet und sicherstellt, daß eine unerwünschte Wanderung des Radaufstandspunktes, also ein Drehen der Radachse zue Gleisachse unterbleibt, ist ebenfalls nicht mit einer Schleppweiche zu vergleichen, die sich durch eine bewegliche Backenschiene auszeichnet. Abgesehen davon, daß eine entsprechende Konstruktion aufwendig und teuer ist, ist eine gute Abstützung der Zunge an der beweglichen Backen­schiene nicht möglich, so daß ein Einsatz entsprechender Schleppweichen insbesondere für Hochgeschwindigkeitstrassen ungeeignet ist. Zudem ist ein Stumpfstoß ausgebildet, der zu einer erheblichen Beeinträchtigung des Fahrkomforts führt.
• Auch ist die Verlaufsänderung der Backenschiene nicht mit der Spurerweiterung in Weichen kleiner Radien zu vergleichen. Um dort die Drehgestellbeweglichkeit zu gewährleisten, muß hinreichend Platz zur Verfügung stehen. Daher muß bei Weichen kleiner Radien eine Erweiterung der Gleise erfolgen, die sich auch in der Weiche fortsetzt, ohne daß hierdurch eine kontrollierte Beeinflussung des Radaufstandspunktes erfolgt. Mit anderen Worten erfolgt keine kontrollierte Führung der Achse, so daß weiterhin eine Schleifbewegung zwischen Spurkranz und Zunge auftritt. Die Erweiterung bewirkt dabei auch keine gezielte Einwirkung auf den Radaufstandspunkt.
• Durch die erfindungsgemäße Lehre wird demzufolge eine Anordnung zur Verfügung gestellt, bei der der Radaufstands­punkt derart beeinflußt wird, daß sich im Mittel ein rechter Winkel zwischen der Radachse und der gewünschten Gleisachse -sei es Stamm- oder Zweiggleisachse- oder der zwischen diesen verlaufenden Winkelhalbierenden unabhängig von dem Weichen­durchmesser ergibt. Hierdurch ist unabhängig davon, ob das Schienenfahrzeug das Stamm- oder Zweiggleis befährt, gewähr­leistet, daß die Weiche mit hohen Geschwindigkeiten durchfahren werden kann, ohne daß sich ein merklicher Verschleiß von Spurkranz und Zunge ergibt. Demzufolge sind im Übergangsbe­reich von Backen- zur Zungenschiene gleisähnliche Bedingungen ausgebildet, die insbesondere für Hochgeschwindigkeitsweichen angestrebt werden.
• Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß die Verlaufsänderung einer der Backenschienen stets im wesentlichen im Krümmungsbeginn der Weiche erfolgt. So wird bei großbogigen Weichen mit einem Krümmungsradius r₁ > 500.000 mm die Verlaufsänderung des Zweiggleises im Krümmungsbeginn und die des Stammgleises in oder nach dem Krümmungsbeginn erfolgen, wohingegen bei einer kleinbogigen Weiche mit einem Krümmungs­radius r₂ < 500.000 mm die Verlaufsänderung des Stammgleises im und die des Zweiggleises vor dem Krümmungsbeginn vorgenommen wird.
• Ferner ergeben sich dann optimale Fahreigenschaften in der Weiche, wenn das Ende x der Verlaufsänderung in dem Stammgleis nach Krümmungsbeginn in Abhängigkeit von dem Krümmungsradius R und der Kopfbreite F der Backenschiene abhängig gemacht wird. So berechnet sich das Ende x der Verlaufsänderung bei einer im wesentlichen einem Kreisbogen folgenden Weiche nach der Beziehung x =

  

  mit y = c ^. F, wobei 0,5 ≦ c ≦ 1 sein sollte. Aus diesen Be­ziehungen ergibt sich z.B. für eine Weiche mit einem Krümmungs­radius R = 7.000.000 mm und einer Kopfbreite F von 72 mm mit c = 1 der Endpunkt x vom Krümmungsbeginn von x = 31.749 mm.
• Alternativ zu der Verlaufveränderung der Backenschiene kann die kontrollierte und gezielte Radaufstandspunktsbeeinflussung dadurch erfolgen, daß zumindest eine Backenschiene im Bereich der Weiche hinsichtlich seines Querschnitts im Vergleich zu dem außerhalb der Weiche so verändert ist, daß der Radaufstands­punkt zur gezielten Ausrichtung der Radachse bzw. Drehgestell­achse auf die Gleislängsachse oder Winkelhalbierende wirksam beeinflußt ist. Insbesondere besteht die Möglichkeit, daß kontrolliert zur Veränderung des möglichen Radaufstandpunktes das Profil der Backenschiene zur Zunge hin abgeflacht ist bzw. daß zur kontrollierten Veränderung des Radaufstandspunktes die Hochachse der Backenschiene geneigt ist.
• Weiter Einzelheiten und Vorteil der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-.
• An Hand der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden Ausführungsbeispielen ergeben sich weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung.
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine Draufsicht eines Ausschnitts einer Weiche nach dem Stand der Technik,
• Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie II-II in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
• Fig. 3 einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Weiche,
• Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,
• Fig. 5 bis 7 verschiedene Ausbildungen bzw. Anordnungen einer Backenschiene,
• Fig. 8 bis 13 Draufsichten von Ausschnitten weiterer Aus­führungsformen von erfindungsgemäß ausgebildeten Weichen,
• Fig. 14 eine Prinzipdarstellung eines Radachsenverlaufs im Übergangsbereich von Backen- zur Zungenschiene nach dem Stand der Technik,
• Fig. 15 eine entsprechende Prinzipdarstellung nach der erfindungsgemäßen Lehre,
• Fig. 16 erfindungsgemäß ausgestaltete Backenschienen mit anliegenden Weichenzungen,
• Fig. 17 eine großbogige Weiche, ausgebildet nach dem Stand der Technik,
• Fig. 18 eine erfindungsgemäß ausgebildete großbogige Weiche,
• Fig. 19 eine kleinbogige Weiche nach dem Stand der Technik und
• Fig. 20 eine entsprechende erfindungsgemäß ausgebildete Weiche.
• In Fig. 1 ist ein Ausschnitt einer aus dem Stand der Technik bekannten Weiche dargestellt, die Backenschienen (10), (12) mit zugeordneten Zungen (14) und (16) umfaßt, die wahlweise an einer der starr ausgebildeten Backenschienen (10) und (12) anliegen, je nachdem ob das Stammgleis (18) oder das Zweiggleis (20) befahren werden soll. Auf weitere Einzelheiten der Weiche ist im vorliegenden Fall nicht einzugehen, da hinlänglich bekannte konstruktive Merkmale hinsichtlich z.B. des Gleitstuhls oder der Herzstückspitze Verwendung finden können.
• Im Ausführungsbeispiel soll das Stammgleis (18) von einem Schienenfahrzeug befahren werden. Dargestellt ist eine Radachse (22) mit Rädern (24) und (26), die ihrerseits jeweils einen Spurkranz (28) und (30) aufweisen. Man erkennt ferner, daß die Räder (24) und (26) konisch ausgebildet sind, also zu ihren Enden hin im Durchmesser abnehmen. Das Rad (24) berührt die Backenschiene (10) im Radaufstandpunkt (46), wodurch sich ein wirksamer Durchmesser des Rades D₁ bemerkbar macht. Das sich im Übergangsbereich von der Backenschiene (12) zu der Zungenschiene (16) befindliche Rad (26) berührt in einem Radaufstandspunkt (44) die Backenschiene (12), um bei weiterer Bewegung in Richtung des Stammgleises (18) auf der Zungen­schiene (16) abgestützt zu sein. Dem Radaufstandspunkt (44) ist ein wirksamer Durchmesser D₂ zugeordnet. Da D₁ und D₂ voneinander abweichen, ergibt sich eine Schwenkbewegung der Achse (22), die unweigerlich dazu führt, daß der Spurkranz (30) schleifend an der Innenflanke der Zungenschiene (16) zu liegen kommt, wodurch ein erheblicher Verschleiß auftritt. Hierdurch bedingt ergeben sich Fahrbedingungen, die dem normalen Gleis nicht entsprechen. Dabei hängen die Fahrbedingungen zusätzlich davon ab, ob die Weiche im Stamm- bzw. Zweiggleis (18) bzw. (20) befahren werden soll.
• Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die Backenschienen (10) und (12) so auszubilden, daß eine Änderung des Radauf­standspunktes derart kontrolliert erfolgt, daß sich die Radachse weitgehend senkrecht zur Achse des Stammgleises bzw. Zweiggleises einstellt. Infolgedessen unterbleibt ein schleifendes Entlanggleiten von Spurkranz an der Zungenschiene. Hierdurch wird nicht nur der Fahrkomfort verbessert, sondern gleichzeitig können entsprechend ausgebildete Weichen mit höheren Geschwin­ digkeiten durchfahren werden. Es finden sich demzufolge innerhalb des Übergangsbereichs von Backenschiene und Zungenschiene gleisähnliche Verhältnisse vor.
• In Fig. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­mäß ausgebildeten Weichenanordnung dargestellt. Dabei werden Elemente -wie auch in der nachfolgenden Beschreibung-, die mit denen der Figuren 1 und 2 übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Den Zungenschienen (14) und (16) sind Backenschienen (32) und (34) zugeordnet, die im Bereich der Zungenanfänge (38) und (36) der Zungenschienen (14) und (16), also im Bereich der Zungenanfänge, von der ursprünglichen Richtung nach außen weggeführt sind. Die Backenschienen (32) und (34) weisen folglich in den Bereichen (40) und (42) Ausbuchtungen auf, in denen die Zungenanfänge (36) bzw. (38) an den Backenschienen (32) und (34) anliegen und in diese stetig übergehen. Durch die Ausbuchtungen (40) und (42) wird erreicht, daß der Radaufstandspunkt (48) auf der Backenschiene (32) während des Durchfahrens des Bereichs (40) derart kontrolliert beeinflußt wird, daß sich ein wirksamer Abroll­durchmesser D₃ ergibt. Bei einem gleichen Durchmesser D₃ liegt das Rad (26) auf der Backenschiene (12) auf (Bezugszeichen 50), so daß hierdurch sichergestellt ist, daß die Achse (22) im wesentlichen senkrecht zur Gleislängsachse (52) verläuft. Dies wiederum bewirkt, daß das Rad (26) ausschießlich auf der Backenschiene (34) und anschließend auf der Zungenschiene (16) abrollt, ohne seitlich an dieser entlang zu schleifen.
• Genau genommen verbleibt die Achse (22) während ihres Durchfahrens durch die Bereich (40) und (42) nicht fortwährend unter einem rechten Winkel zu der Stammgleislängsachse (52). Vielmehr gibt sie eine Art Sinusbewegung, d.h., daß der Winkel zeitweise größer und zeitweise kleiner als 90° ist, ohne daß jedoch ein Schleifen an der Seitenflanke der Zunge erfolgt.
• Zur Verdeutlichung der mit den Fig. 1 und 2 bzw. 3 und 4 beschriebenen Sachverhalte wird in den Fig. 14 und 15 vereinfacht dargestellt, wie das Rad (24) bzw. (26) mit dem Spurkranz (28) bzw. (30) in bezug auf die Backenschienen (10) und (12) bzw. (32) und (34) und die anschließend zu befahrende rechte Zungenschiene (16) läuft. Fig. 14 entspricht dabei der Darstellung nach Fig. 1. Man erkennt, daß bedingt durch die normal verlaufende Backenschiene (12) der Radaufstandspunkt (46) des Rades (26) auf der Backenschiene (10) verändert wird, so daß hierdurch bedingt ein Verschwenken der Achse (22) zu der Längsachse (52) des Stammgleises erfolgt. Dies hat zur Folge, daß der Spurkranz (30) entlang der Zungenschiene (16) schleift (angedeutet durch gestrichelte Darstellung).
• Im Gegensatz dazu ist nach Fig. 15 die Backenschiene (32) bzw. (34) im Übergangsbereich zu den Zungenschienen (14) und (16) nach außen weggeführt, wodurch durch eine kontrollierte Beeinflussung des Radaufstandspunkts (48) bzw. (50) die Achse (22) im Mittel senkrecht zur Längsachse (52) des Stammgleises (18) verharrt, so daß sich eine nahezu geradlinige Bewegung des Spurkranzes (28) bzw. (30) zu der normalen Richtung der Backenschiene (32) und damit auch zu der Zungenschiene (16) ergibt. Infolgedessen schleift der Spurkranz (30) nicht oder nur im vernachlässigenden Umfang an der Seitenflanke der Zungenschiene (16), so daß Verschleißerscheinungen unterbleiben und sich im Übergangsbereich nahezu ausschließlich gleisähn­liche Bedingungen zeigen.
• Ist in den Fig. 3 bzw. 15 die gezielte Beeinflussung des Radaufstandspunktes (48) bzw. (50) durch ein bereichsweises Wegführen aus der normalen vor und hinter dem Zungenende (36), (38) vorgegebenen Richtung, so sind auch andere konstruktive Möglichkeiten gegeben, um die gleiche Wirkung zu erzielen. So besteht nach Fig. 5 die Möglichkeit, daß der Schienenkopf (54) einer Backenschiene (56) derart bearbeitet ist, daß die Fahrfläche verkleinert und damit der Bereich für den Radaufstandspunkt eingeengt wird. Hierdurch wird ebenfalls sichergestellt, daß die Radachse im wesentlichen senkrecht zu der zu befahrenden Trassenachse, also zur Längsachse des Stamm- oder Zweiggleises verläuft.
• Nach Fig. 6 erfolgt die Begrenzung der Fahrfläche dadurch, daß eine Backenschiene (58) geneigt angeordnet wird. Dies kann wahlweise durch spezielle Ausbildung des Schienenfusses oder der Unterlage erzielt werden. Auch in diesem Fall wird erreicht, daß der Radaufstandspunkt weitgehend unverändert auf der Backenschiene (58) bleibt, so daß aufgrund des sich nicht ändernden abrollenden Raddurchmessers ein Verschwenken der Radachse unterbleibt.
• In Fig. 7 is angedeutet, daß entsprechend der Fig. 3 bzw. 15 eine Backenschiene (60) im Bereich des Zungenanfangs nach außen weggeführt ist.
• In den Fig. 8 bis 13 sind weitere Ausführungsformen von erfindungsgemäß ausgebildeten Weichenbereichen dargestellt, wodurch gleisähnliche Bedingungen im Übergangsbereich von Backenschiene zu Zungenschiene gebildet werden, die sicher­stellen, daß die Räder (24) und (26) im wesentlichen eine reine Rollbewegung ausführen und nicht mit ihren Spurkränzen (28) bzw. (30) an den Flanken der zugeordneten Zungenschienen (14) bzw. (16) schleifen. So sind in der Fig. 8 Backenschienen (62) und (64) von der durch die strichpunktierten Linien (66) und (68) angedeuteten Normalrichtung im Bereich von Zungenanfängen (70) und (72) nach außen weggeführt, d.h. vor und hinter den Zungenanfängen (70) und (72) weist die Backenschiene (62) bzw. (64) die übliche erwähntermaßen durch die Linien (66) und (68) eingezeichnete Richtung auf. Dabei sind die Ausbuchtungen (74) und (76) in bezug auf die zwischen den Backenschienen (62) und (64) verlaufende Mittellinie symmetrisch ausgebildet.
• In Fig. 9 ist die Ausbuchtung (74) der Backenschiene (62) entsprechend der der Fig. 8, wohingegen die Backenschiene (64) eine Ausbuchtung (78) aufweist, deren Längenerstreckung größer als die Ausbuchtung (74) ist. Entsprechend angepaßt ist auch die zugeordnete Zungenschiene (80).
• In Fig. 10 ist wiederum eine symmetrische Ausbildung von Ausbuchtungen (82) und (84) von Backenschienen (86) und (88) dargestellt. Gleiches gilt für das Ausführungsbeispiel der Fig. 13, wobei die Ausbuchtungen (90) und (92) bis zum Weichenbe­ginn vorgezogen sind und die zugeordneten Zungenanfänge (94) und (96) kurz nach dem Weichenanfang beginnen, damit die gezielte Beeinflussung des Radaufstandspunktes möglichst frühzeitig erfolgen kann.
• In den Fig. 11 und 12 sind in bezug auf die zwischen Backenschienen (98) und (100) verlaufende Mittellinie ange­ordnete Ausbuchtungen (102) und (104) bzw. (106) und (108) unsymmetrisch ausgebildet, um gewünschten Gegebenheiten z.B. hinsichtlich des Weichenradius, der Trassenführung oder der Geschwindigkeit, mit der die Weiche durchfahren werden soll, Rechnung zu tragen.
• Schließlich sei noch erwähnt, daß die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Merkmale entsprechend beim Durchfahren des Zweiggleises ebenfalls realisiert sein können bzw. sind.
• An Hand der Fig. 16 bis 20 sollen noch einmal die wesentlichen, die Erfindung kennzeichnenden Merkmale beschrieben werden, wobei teilweise ein Vergleich mit den bekannten, dem Stand der Technik zu entnehmenden Konstruktionen erfolgt.
• In Fig. 16 sind erfindungsgemäß ausgebildete Backenschienen (150) und (152) dargestellt, an denen jeweils Zungenspitzen (154) und (156) anliegen. Dabei soll im oberen Teil der Darstellung das Zweiggleis und im unteren Teil das Hauptgleis befahren werden. Man erkennt, daß das vordere Ende (158) bzw. (160) der Weichenzunge (154) bis (156) jeweils in einer Ausbuchtung (162) bzw. (164) der Backenschiene (150) bzw. (152) anliegt. Die Ausbuchtung, d.h., die Abweichung von dem durch die Gerade (166) bzw. (168) angedeuteten Grundverlauf der Backenschiene (150) bzw. (162) stellt sicher, daß die Räder im Weichenbereich im wesentliche eine reine Roll- und keine Schleifbewegung vollziehen, wodurch ein unerwünschter und zu hohen Kosten führender Verschleiß an dem Gleismaterial und den Rädern erfolgen würde. Diese Unterschiede werden durch Figuren 17 und 19 (Stand der Technik) im Vergleich zu den Darstellungen der Figuren 18 und 20 klar ersichtlich. Dabei ist zu bemerken, daß die Darstellungen rein prinzipiell sind, ohne daß auch nur annähernd den tatsächlichen Ausführungsformen entsprechende Verhältnisse angegeben sind.
• In Fig. 17 ist ein Ausschnitt einer großbogigen Weiche (R vorzugsweise größer als 500.000 mm ausgebildet) nach dem Stand der Technik dargestellt. Dabei soll das Hauptgleis befahren werden, das durch die Backenschiene (170) und die an der gegenüberliegenden Backenschiene (172) anliegende Weichenzungen (174) vorgegeben ist. Die gegenüberliegende Weichenzunge (176) ist somit zu der Backenschiene (170) beabstandet. Soll nun ein Schienenfahrzeug mit Rädern (178) und (180) das Hauptgleis befahren, so ist die Radachse (182) bestrebt, von der vor der Weiche einen rechten Winkel zu der Hauptachse (184) des Hauptgleises beschreibenden Stellung abzuweichen, d.h., einen Winkel α mit α < 90° einzunehmen. Hierdurch bedingt schleift der Radkranz (182) des Rades (180) an der Weichenzunge (174) entlang. Dieses Schleifen wird zunächst verstärkt, da die Radaufstandspunkte der Räder (178), (180) auf den Fahrflächen der Backenschiene (170) bzw. der Backenschiene (172) und der Zungenspitze (174) derart verändert wird, daß der wirksame Abrolldurchmesser des Rades (178) gegenüber dem des Rades (180) zunimmt und damit einen größeren Weg zurückliegt.
• Erfindungsgemäß wird nun die Backenschiene (170) vorzugsweise in oder nach dem Krümmungsbeginn der Weiche von dem Grundverlauf nach außen weggeführt, um eine Ausbuchtung (188) zu bilden, die sicherstellt, daß die Achse (182) vor und im Bereich der Weiche bestrebt ist, zu der Längsachse (184) jeweils einen rechten Winkel zu beschreiben. Hierdurch erfolgt eine Beeinflussung des Radaufstandspunktes derart, daß der Radkranz (186) keine Schleifbewegung entlang der Weichenzunge (174) ausübt. Vielmehr erfolgt im wesentlichen eine reine Rollbewegung im Bereich der erfindungsgemäß ausgebildeten Weiche.
• Auch die Backenschiene (172) des Zweiggleises weist eine entsprechende Ausbuchtung (190) auf, um sicherzustellen, daß beim Befahren des Zweiggleises ebenfalls eine im wesentlichen reine Rollbewegung und keine Schleifbewegung des Radkranzes (192) entlang der Weichenzunge (176) erfolgt.
• Bei der dargestellten großbogigen Weiche beginnt die Verlaufs­änderung der Backenschiene (170) des Stammgleises vorzugsweise in oder nach dem Krümmungsbeginn, wohingegen die Verlaufs­änderung der Backenschiene (172) des Zweiggleises im Krümmungsbeginn erfolgen soll.
• In den Fig. 19 und 20 ist ein Ausschnitt einer kleinbogigen Weiche mit einem Krümmungsradius R₂ von vorzugsweise R₂ < 500.000 mm dargestellt. Dabei soll ein Befahren des Zweiggleises erfolgen. Nach dem Stand der Technik (Fig. 19) erfolgt erkennbar eine Schleifbewegung des Radkranzes (192) in dem Moment, wo das Zweiggleis befahren wird, da die Radachse (182) weiterhin bestrebt ist, im wesentlichen einen rechten Winkel zu der Längsachse (184) des Hauptgleises einzunehmen. Erfindungsgemäß erfolgt nun eine Verlaufsveränderung von dem durch den Verlauf der Backenschienen (170) und (172) nach Fig. 19 dargestellten Grundverlauf dahingehend, daß die Backen­schienen (170) und (172) bereichsweise nach außen weggeführt werden. Dabei erfolgt die Verlaufsänderung der Backenschiene (170) des Stammgleises im und die der Backenschiene (162) des Zweiggleises vor Krümmungsbeginn, der durch den mit dem Buchstaben R₂ gekennzeichneten Pfeil angedeutet ist. Durch entsprechende Verlaufsveränderungen wird sichergestellt, daß der Radkranz (192) in bezug auf die Weichenzunge (176) keine Schleifbewegung, sondern eine im wesentlichen reine Rollbe­wegung ausführt. Dies erfolgt durch die Verlaufsveränderungen (Ausbuchtungen (194) und (196)) der Backenschienen (170) und (172), wodurch wiederum eine kontrollierte Beeinflussung der Radaufstandspunkte der Räder (178) und (180) derart erfolgt, daß die Radachse (182) bestrebt ist, zu der Längsachse (198) des Zweiggleises einen Winkel β mit β ≈ 90° zu beschreiben. Selbstverständlich können die Abweichungen vom Grundverlauf der Backenschienen auch so gewählt werden, daß die Radachse (182) sich im wesentlichen auf die Winkelhalbierende zwischen den Achsen (184) und (198) einstellt, je nachdem ob einem der Gleise oder beiden gleichermaßen Priorität zugesprochen werden soll.

Claims (13)

1. Anordnung zum kontrollierten Führen einer Radachse bzw. eines Drehgestells eines eine Weiche durchfahrenden Schienenfahrzeuges, wobei die Räder sich jeweils in einem Radaufstandspunkt auf dem Backenschienen abstützen und wobei die Backenschiene des einen Winkel einschließenden Stamm- und Zweiggleises starr und die Weichenzungen verschwenkbar ausgebildet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest der Verlauf einer Backenschiene im Bereich der Weiche derart von dem Grundverlauf abweicht, daß der Radaufstandspunkt zur gezielten Ausrichtung der Rad- bzw. Drehgestellachse auf die Gleislängsachse oder Winkel­halbierende zwischen Stamm- und Zweiggleis wirksam beeinflußt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verlaufsänderung der Backenschiene durch ein Wegführen von der Gleisachse erfolgt.

3. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verlaufsänderung (190, 194) einer Backenschiene (172, 170) im Krümmungsbeginn (R) der Weiche erfolgt.

4. Anordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer großbogigen Weiche (Fig. 18) mit einem Krümmungsradius r₁ mit r₁ > 500.000 mm die Verlaufs­änderung (190) der Backenschiene (172) des Zweiggleises im Krümmungsbeginn und die (188) der Backenschiene (170) des Stammgleises in oder nach dem Krümmungsbeginn erfolgt.

5. Anordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer kleinbogigen Weiche (Fig. 20) mit einem Krümmungsradius r₂ mit r₂ < 500.000 mm die Verlaufs­änderung (194) der Backenschiene (170) des Stammgleises im und die (196) der Backenschiene (172) des Zweiggleises vor Krümmungsbeginn erfolgt.

6. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ende x der Verlaufsänderung der Backenschiene im Stammgleis nach Krümmungsbeginn von dem Krümmungsradius R und der Kopfbreite F der Backenschiene des Stammgleises anhängt.

7. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ende x der Verlaufsänderung sich berechnet nach x =

mit y = c ^. F mit 0,5 ≦ c ≧ 1.

8. Anordnung zum kontrollierten Führen einer Radachse bzw. eines Drehgestells eines eine Weiche durchfahrenden Schienenfahrzeuges, wobei die Räder sich jeweils in einem Radaufstandspunkt auf den Backenschienen abstützen und wobei die Backenschienen des einen Winkel einschließenden Stamm- und Zweiggleises starr und die Weichenzungen verschwenkbar ausgebildet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eine Backenschiene im Bereich der Weiche hinsichtlich seines Querschnitts im Vergleich zu dem außerhalb der Weiche so verändert ist, daß der Radauf­ standspunkt zur gezielten Ausrichtung der Radachse bzw. Drehgestellachse auf die Gleislängsachse oder die zwischen Stamm- und Zweiggleis verlaufende Winkelhalbierende wirksam beeinflußt ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß kontrolliert zur Veränderung des Radaufstandspunktes das Profil der Backenschiene (56) zur Zunge hin abgeflacht ist.

10. Anordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur kontrollierten Veränderung des Radaufstandspunktes die Hochachse der Backenschiene (58) geneigt ist.

11. Anordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zungenanfänge (70, 80) in zueinander beabstandeten Querschnittsflächen der Weiche mit den Backenschienen (62, 64) wechselwirken.

12. Anordnung nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausbuchtungen durch Winkel zueinander beschrei­bende geradlinige Gleisabschnitte gebildet sind.

13. Anordnung nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Tiefe der Ausbuchtung zwischen 5 und 30 mm bewegt.

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