EP1214473B1 - Gleisweiche - Google Patents

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Publication number
EP1214473B1
EP1214473B1 EP00958083A EP00958083A EP1214473B1 EP 1214473 B1 EP1214473 B1 EP 1214473B1 EP 00958083 A EP00958083 A EP 00958083A EP 00958083 A EP00958083 A EP 00958083A EP 1214473 B1 EP1214473 B1 EP 1214473B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rails
track
switch point
distancing means
rail section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00958083A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1214473A1 (de
Inventor
Peter Pfenniger
Hansjörg Suter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rigi Bahnen
VT Verkehrs-und Industrietechnik AG
Original Assignee
Rigi Bahnen
VT Verkehrs-und Industrietechnik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rigi Bahnen, VT Verkehrs-und Industrietechnik AG filed Critical Rigi Bahnen
Publication of EP1214473A1 publication Critical patent/EP1214473A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1214473B1 publication Critical patent/EP1214473B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
    • E01B25/22—Tracks for railways with the vehicle suspended from rigid supporting rails
    • E01B25/26—Switches; Crossings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
    • E01B25/02—Tracks for rack railways
    • E01B25/06—Switches; Frogs; Crossings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00—Switches; Crossings
    • E01B7/02—Tongues; Associated constructions
    • E01B7/06—Constructions with flexible tongues or flexible fishplates

Definitions

  • the present invention relates to a track switch according to the preamble of Patent claim 1.
  • WO98 / 05820 shows a crossover connection for lane guideways Vehicles (maglev trains and the like). This transfer connection is used to change the lane and is therefore no switch for conventional railways is suitable. The routes are in this construction of a vehicle only each covers and therefore therefore in comparison to conventional railways no requirements regarding the parallelism of several Track stretches meet.
  • the invention disclosed herein relates to a switch for railroads and others Rail-bound transport and conveying means, two or more per lane more track strands, tracks, racks and similar, parallel elements, be moved at the same distance by the same distance, so that they are in their endsteltitch over their entire length take a given distance to each other and correspond with subsequent track sections.
  • the invention is suitable For example, for track switches of gear and cable cars where between the two tracks another element, e.g. a rack, parallel to the tracks (Track strands) is arranged.
  • the invention is only insignificant on the free bending length of the track sections to be moved and also guarantees that the track strands have a continuous, predetermined curvature can.
  • the switch disclosed here for railways and other rail-bound transport and conveying means comprises a first track section, alternatively with at least two further track sections over one by elastic material deformation pivotable track section is connected.
  • the swiveling track section consists of several, parallel elastically bendable Elements, such as rails and racks, which by means of distance-related means distributed over their length, are preferably interconnected at discrete locations.
  • the several elastic bendable elements correspond in the end positions with the track sections and point to each other at the required locations or sections a defined distance. Discrepancies are avoided as far as possible.
  • the distance between the moving track sections by regularly or irregularly arranged and with the tracks Actively connected spacer means guaranteed.
  • the distance means are so with the Track sections that they are not locally relevant, disadvantageous partial stiffening of a track section lead. This ensures that optimal requirements for continuous curvature and a constant Distance to be guaranteed.
  • the operatively connected spacers are advantageously arranged below or between the track strands. In a positioning below the track strands they can be integrated into sleepers.
  • the spacer means are operatively connected to the track strands so that the required Distance between the track strands always or only in the end positions is complied with.
  • the threshold bodies can be arranged so that at Loading the switch a self-locking occurs, causing an unintentional shifting is deliberately avoided.
  • An embodiment in which the distance between the tracks is always respected remains, based on sill-like spacers that are designed so that their extent determining the spatial distance between the tracks in each position of the pivoting movement of the tracks not changed.
  • This will be for example by spacer means arranged at right angles to the track strands reached, who are so connected with the track strands that they are theirs relative position, especially the angles, do not change.
  • a corresponding active compound between a rail track and the distance means can e.g. thereby be achieved that certain spacers have grooves at certain points, which are arranged substantially parallel to the track strands. In these Grooves engage tenons which in turn are connected to the track.
  • the distance means and the operative connection between these and the Track strands are in particular designed so that they are not disadvantageous Partial stiffening of the track section to be pivoted, the free Bend length not significantly influence and not to a polygon formation to lead. A coordination of the movements between the distance center and the Tracks are guaranteed by appropriate means.
  • a further advantageous embodiment consists in spacer means in the form of Swell bodies via hinged joints with the track sections hinged to connect.
  • the distance between the track strands and the other parallel elements during pivoting specifically changed.
  • the inventive arrangement of the threshold body is achieved, however, that at least in two end positions of the distance between the track strands and the other parallel elements is exactly maintained.
  • a corresponding arrangement guarantees that, due to complementary angles, the distance between the track strands and the other parallel Elements in the final positions meets the required specifications.
  • the articulated Compounds are highly resilient, inexpensive to manufacture and have low friction on. They are particularly easy to maintain and reliable. In addition, stands thereby, if necessary, the entire bending length of the pivotable track section Available. This will, unlike other orders, not be supplemented by additional limited the free bending length obstructing elements. The danger of a Polygon formation due to varying stiffness of the cross sections is deliberately avoided which is particularly advantageous for fast-moving transport systems.
  • the Advantageously, threshold bodies are supported on the substructure of the switch or other limiting elements that frictional or positive locking the Track strands and the other parallel elements at high loads secured against lateral displacement.
  • the support provides in particular that the switch in the unloaded state switched without much effort can be, but in the (eg by a subsidy) loaded state an unwanted Displacement prevented.
  • Inventive switches are characterized by their insensitivity to weather influences. Through a coupling with In addition, it is achieved that the thermal expansion is equalized become. The inventive switches are particularly against pollution insensitive.
  • the course of the curvature is in the straight and in the deflected position if necessary by mechanical Guarantees attacks or similar elements of action. Basically it is so possible to realize any curves. If necessary, secure additional Elements (locking mechanisms) the track strands in the end positions.
  • the fixed points of the switch are chosen so that a thermal elongation the transitions between the fixed and the moving track sections not influenced or compensated. By a corresponding structure of Weichenunterbaus is achieved that thermal changes are especially at Gear or cable cars do not care about the operational safety and the pitch of the racks impact.
  • the transitions between the individual track sections will be designed so that no unwanted contact during pivoting arises.
  • Servo systems for example in the form of mechanical, electrical, hydraulic servomotors and lever systems, etc. used. These are about Lever systems operatively connected to the tracks.
  • FIG 1 shows schematically a preferred embodiment of a switch 1 for a rack railway in a perspective view.
  • the switch 1 includes a first track section 2 which is connectable to two further track sections 3 and 4 via a laterally deflectable, movable track section 10.
  • the movable track section 10 has two end positions. In the first end position illustrated here, the track section 10 connects the track sections 2 and 3. In the second end position (see Figure 3), the track section 10 connects the track sections 2 and 4.
  • the track sections 2, 3, 4 and 10 each have two here parallel running tracks 30.1, 30.2, 35.1, 35.2, 40.1, 40.2, 45.1, 45.2 and each have a centrally extending rack 31, 36, 41, 46 on.
  • the tracks 30.1, 30.2, 35.1, 35.2, 40.1, 40.2 and the rack 31, 36, 41 are rigidly connected to each other at the track sections 2, 3 and 4 via threshold body 13.
  • a substructure 20 represents a firm connection between the track sections 2, 3 and 4.
  • the movable track section 10 is mounted laterally pivotable on the substructure 20.
  • the tracks 45.1 and 45.2, as well as the centrally extending rack 46 are operatively connected via joints 14 with threshold bodies 15 (see FIG.
  • the threshold body 15 are here on the substructure 20 and are laterally displaceable in the unloaded state. When loading the switch, for example, by a railway car, the threshold body 15 are pressed against the base 20 here, whereby the track section 10 is stabilized.
  • the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46 of the movable track section 10 are fixedly connected to the substructure 20 via a clamping point 16 (fixed point). Due to the articulated connection between the track strands 45.1 and 45.2, and the rack 46 and the threshold bodies 15 of the track section 10 laterally, parallel to the surface of the substructure 20 pivotally, so that it in a first end position the track section 2 with the track section 3 and in a second end position connects the track section 2 with the track section 4. These end positions are secured by stops 21 and 22 connected to the base 20. The positioning of the stops 20 and 21, the course of the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46 is defined. If necessary, additional elements are used to prevent unintentional lateral movement.
  • the threshold bodies 15 coordinate and determine the parallel distance between the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46. They have a variable angle f (compare FIGS. 3 and 4) with respect to the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46. The arrangement is chosen so that this angle f is the same in the predetermined end positions (see FIG. 2). This guarantees that the distance between the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46 in the end positions corresponds to the specifications.
  • Figure 2 shows a detailed view of Figure 1.
  • the viewer looks in the direction of an arrow A.
  • the axis of the joints 14 runs parallel to the z-axis here.
  • the lateral end positions of the tracks 45.1, 45.2 and the rack 46 is ensured here by acting on a threshold body 15 end stops 21 and 22.
  • the track strands (tracks 45.1 and 45.2, and rack 46) are connected via a clamping point 16 (fixed point) fixed to the base 20.
  • the substructure and the track strands are designed so that thermally induced changes in length are compensated.
  • FIG. 3 shows the switch 1 according to FIG. 1 in a plan view.
  • the stationary track sections 2, 3 and 4 and the laterally pivotable track section 10. This is in a first end position, so that it connects the two track sections 2 and 4 in a straight line.
  • the threshold body 15 are in this position with the stops 21 in abutment.
  • each of the hingedly connected to the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46 threshold body 15 have a different angle f1 to f10 relative to the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46.
  • the angles f1 to f10 are dependent on the course of the predetermined deflection of the pivotable track section 10. They are chosen so that the distance between the parallel tracks 45.1 and 45.2, and the rack 46 is accurately maintained in the end positions.
  • angles f1 to f10 of the corresponding threshold body 15 in the first straight position shown here and the angles f1 'to f10' of the corresponding threshold body in the deflected second position are the same (complementary) ,
  • Figure 4 shows the switch according to Figure 1 with deflected track section 10.
  • the track section 10 connects in this position, the track sections 2 and 3.
  • the course of the curved track section 10 is defined here by the stops 22, so that the predetermined course of the curvature is met. Due to the inventive arrangement of the sleeper body 15 and its articulated connection with the tracks 45.1 and 45.2, and the rack 46, a free bending length L of the tracks 45.1, 45.2 and the rack 46 is only affected in vain. As a result, the actuating forces P1, P2 acting here in two places are particularly low.
  • the course and the radius of the curvature is defined here by a corresponding arrangement of the stops 22 constant or arbitrarily variable.
  • the track strands 45.1, 45.2 and the rack 46 of the movable track section 10 are connected at a clamping point 16 fixed to the base 20 of the switch 1.
  • the tracks 30.1, 30.2, 35.1, 35.2, 40.1, 40.2 and the racks 31, 36, 41st are at the clamping points 17, 18 and 19 also fixed to the base 20 of the Switch 1 connected.
  • the substructure 20 is so on the movable track section 10 that thermal length changes of the track strands 45.1, 45.2, 46 equalized by a corresponding changes in length of the substructure 20 become. This means that an extension of the track strands 45.1 and 45.2 and the rack 46 compensated by a corresponding change in length of the substructure 20 (compensated) becomes. This will u.a.
  • points for example a threshold body
  • other points for example a threshold body, can also be used 15 are designed as a fixed point in one direction.
  • a threshold body 15 By in Grooves guided rollers (not shown), which serve as guide elements for a or more threshold body 15 serve. Equivalent solutions are conceivable. Other Arrangements of the fixed points 16 to 19 and of compensation elements are of course possible.
  • FIG. 5 schematically shows a further embodiment of a switch according to the invention.
  • This embodiment has in the region of the movable track section 10 to the track strands 45.1, 45.2, 46 perpendicular frame-shaped spacer means 26 which are rigidly connected at several points to the tracks 45.1 and 45.2 and between the track strands 45.1, 45.2 and the rack 46 (on each page) are arranged.
  • the spacer means 26 are arranged longitudinally displaceable in the direction of the rack 46, so that the mobility necessary for the pivoting results.
  • the spacers are separated by columns 23.1, 23.2. These columns 23.1, 23.2 are closed or opened depending on the direction of the track section 10. In the situation shown here, in which the track section 10 is "straight", the columns 23.1 on one side of the rack 46 to stop (closed) and the columns 23.2 on the other side of the rack 46 are open.
  • the track strands 45.1, 45.2, 46 remain approximately during the entire pivoting movement parallel.
  • This embodiment is suitable for example with points a relatively small deflection and a switch heart.
  • the bending line is over defines the gaps between the spacers, which depends on the Go to the end position to the stop. With larger deflections it may under certain circumstances come to a polygon formation.
  • the adjusting forces for placing the switch will be introduced via a lever system 27.
  • FIG. 6 shows the arrangement according to FIG. 5 in a second position, in which the track section 10 is "deflected". In this position, in contrast to the situation shown in Figure 5, the columns 23.2 to stop and the columns 23.1 "open".

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleisweiche gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Heutige Weichen für Eisenbahnen basieren auf dem Prinzip der Zungenweiche. Diese bestehen aus einem Y-förmigen Gleisabschnitt mit einem Weichenherz und zwei dünnen, zungenförmigen Gleisabschnitten. Der Richtungswechsel wird mittels den zungenförmigen Gleisabschnitten eingeleitet, indem diese mittels einem externen Mechanismus gegen den einen oder das anderen Gleisstrang in Anschlag gebracht werden. Diese Konstruktionen sind teuer in der Herstellung und stellen eine Unstetigkeit im Geleise dar. Ausserdem sind sie anfällig auf Verschmutzung und weisen eine Abhängigkeit von der Witterung auf. Aufgrund des nicht zu vermeidenden Weichenherzes sind sie für Zahnradbahnen ungeeignet, da ein Konflikt mit der Zahnstange entsteht. Vereinzelte Speziallösungen für Zahnrad- und Bergbahnen beruhen daher auf abweichenden Prinzipien. Diese sind sehr aufwendig, da vorhandene Zahnstangen und zusätzliche Elemente ebenfalls geschaltet werden müssen. Teilungsfehler bei der Zahnstange welche aufgrund von thermischen Ausdehnungen und vielen beweglichen Teilen entstehen, sind nur schwer beherrschbar. Verschmutzungsgefahr und Witterungsabhängigkeit, insbesondere Eis und Schnee, sind zwei weitere Schwachpunkte.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenen Weichetypen bekannt. Bspw. WO98/05820 zeigt eine Überleitverbindung für fahrwegumgreifende spurgeführte Fahrzeuge (Magnetschwebebahnen und dergleichen). Diese Überleitverbindung dient zum Wechseln der Fahrspur und ist daher keine Weiche die sich für herkömmliche Eisenbahnen eignet. Die Fahrwege werden bei dieser Konstruktion von einem Fahrzeug nur je einzeln umfasst und müssen daher im Vergleich zu herkömmlichen Eisenbahnen keine Anforderungen hinsichtlich der Parallelität von mehreren Gleissträngen erfüllen.
Aus GB 899,627 ist eine Weiche für ein Monorail-Fahrzeug bekannt. Diese Lösung ist für herkömmliche, mehrgleisige schienengebundene Fördermittel nicht geeignet.
Aus DE 40 38 339 ist eine Weiche für Magnetschwebebahnen bekannt. Bei dieser Anordnung werden hochgenau regel- und positionierbare stromrichtergespeiste Motoren eingesetzt. Diese Lösung ist für herkömmliche, mehrgleisige schienengebundene Fördermittel nicht geeignet.
Aus DE 44 16 821 ist eine Weiche für Magnetschwebebahnen bekannt. Bei dieser Anordnung werden unabhängig von der tatsächlichen Länge des Übergangs Abschnitte der Träger über in etwa gleiche Stellwege elastisch verbogen. Diese Lösung ist für herkömmliche, mehrgleisige schienengebundene Fördermittel nicht geeignet.
Es ist Aufgabe der hier offenbarten Erfindung eine Weiche für Eisenbahnen und andere schienengebundene Transport- und Fördermittel mit mehreren Gleissträngen aufzuzeigen, welche die bekannten Nachteile einer Zungenweiche vermeidet und sich insbesondere für Zahnrad- und Bergbahnen eignet.
Die hier offenbarte Erfindung betrifft eine Weiche für Eisenbahnen und andere schienengebundene Transport- und Fördermittel, bei der pro Fahrspur zwei oder mehr Gleisstränge, Gleise, Zahnstangen und ähnliche, parallel verlaufende Elemente, gleichzeitig um die selbe Distanz bewegt werden, so dass sie in ihren Endsteltungen über ihre gesamte Länge einen vorgegebenen Abstand zu einander einnehmen und mit anschliessenden Gleisabschnitten korrespondieren. Die Erfindung eignet sich beispielsweise für Gleisweichen von Zahnrad- und Bergbahnen bei denen zwischen den beiden Gleisen ein weiteres Element, z.B. eine Zahnstange, parallel zu den Gleisen (Gleissträngen) angeordnet ist. Die Erfindung wirkt sich dabei nur unerheblich auf die freie Biegelänge der zu bewegenden Gleisabschnitte aus und garantiert zudem, dass die Gleisstränge eine kontinuierliche, vorbestimmte Krümmung aufweisen können.
Die hier offenbarte Weiche für Eisenbahnen und andere schienengebundene Transport- und Fördermittel weist einen ersten Gleisabschnitt auf, der alternativ mit mindestens zwei weiteren Gleisabschnitten über einen durch elastische Materialdeformation schwenkbaren Gleisabschnitt verbunden wird. Der schwenkbare Gleisabschnitt besteht aus mehreren, parallel verlaufenden elastisch verbiegbaren Elementen, beispielsweise Gleise und Zahnstangen, welche mittels mit ihnen in Wirkverbindung stehenden und über ihre Länge verteilte Distanzmitteln, vorzugsweise an diskreten Stellen untereinander verbunden sind. Die mehreren elastisch verbiegbaren Elemente korrespondieren in den Endpositionen mit den Gleisabschnitten und weisen untereinander an den erforderlichen Stellen oder Abschnitten einen definierten Abstand auf. Unstetigkeiten werden dadurch weitestgehend vermieden.
Bei Weichen besteht eines der grössten Probleme darin, den erforderlichen Spurabstand der mehreren parallel verlaufenden Gleisstränge in engen Toleranzen zu garantieren. Eine Polygonbildung durch partiell versteifende Elemente ist daher möglichst zu vermeiden da sie sich negativ auf die Betriebssicherheit auswirken kann. Bei der hier offenbarten Erfindung wird der Abstand zwischen den bewegten Gleisabschnitten durch regelmässig oder unregelmässig angeordnete und mit den Gleisen wirkverbundene Distanzmittel garantiert. Die Distanzmittel sind dabei so mit den Gleisabschnitten verbunden, dass sie lokal nicht zu einer relevanten, nachteilhaften partiellen Versteifung eines Gleisabschnittes führen. Dadurch wird erreicht, dass optimale Anforderungen hinsichtlich kontinuierlicher Krümmung und ein konstantem Abstand garantiert werden. Die wirkverbundenen Distanzmittel sind vorteilhafterweise unterhalb oder zwischen den Gleissträngen angeordnet. Bei einer Positionierung unterhalb der Gleisstränge können sie in Schwellenkörper integriert werden. Die Distanzmittel werden mit den Gleissträngen so wirkverbunden, dass der erforderliche Abstand zwischen den Gleissträngen immer oder nur in den Endpositionen eingehalten wird. Die Schwellenkörper können dabei so angeordnet werden, dass bei Belastung der Weiche eine Selbsthemmung auftritt, so dass ein ungewolltes Verschieben gezielt vermieden wird.
Eine Ausführungsform bei der der Abstand zwischen den Gleisen immer eingehalten bleibt, beruht auf schwellenähnlichen Distanzmitteln die so ausgestaltet sind, dass ihre den räumlichen Abstand zwischen den Gleisen bestimmende Ausdehnung in jeder Position der Schwenkbewegung der Gleise nicht verändert. Dies wird beispielsweise durch zu den Gleissträngen in einem rechten Winkel angeordneten Distanzmittel erreicht, die so mit den Gleissträngen wirkverbunden sind, dass sie ihre relative Position, insbesondere die Winkel, nicht ändern. Eine entsprechende Wirkverbindung zwischen einem Gleisstrang und den Distanzmitteln kann z.B. dadurch erreicht werden, dass bestimmte Distanzmittel an bestimmten Stellen Nuten aufweisen, die im Wesentlichen parallel zu den Gleissträngen angeordnet sind. In diese Nuten greifen Zapfen ein welche wiederum mit dem Gleisstrang verbunden sind. Dadurch wird erreicht, dass beim Auslenken der zu bewegenden Gleisabschnitte der relative Abstand immer beibehalten und dennoch ein Verschwenken nicht behindert wird. Die Distanzmittel und die Wirkverbindung zwischen diesen und den Gleissträngen sind insbesondere so ausgestaltet, dass sie zu keiner nachteilhaften partiellen Versteifung des zu verschwenkenden Gleisabschnittes führen, die freie Biegelänge nicht massgeblich beeinflussen und auch nicht zu einer Polygonbildung führen. Eine Koordination der Bewegungen zwischen den Distanzmittein und den Gleisen wird durch entsprechende Mittel gewährleistet.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, Distanzmittel in Form von Schwellenkörpern über Scharnierverbindungen mit den Gleisabschnitten gelenkig zu verbinden. Dabei wird der Abstand zwischen den Gleissträngen und den anderen parallel verlaufenden Elementen während dem Verschwenken gezielt verändert. Durch die erfindungsgemässe Anordnung der Schwellenkörper wird jedoch erreicht, dass zumindest in zwei Endpositionen der Abstand zwischen den Gleissträngen und den anderen parallel verlaufenden Elementen exakt eingehalten wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass jeder Schwellenkörper in einem definierten Winkel zu den Gleissträngen und den anderen vorhandenen parallel verlaufenden Elementen angeordnet wird. Dieser Winkel ist abhängig von der vorbestimmten Form der Auslenkung der Gleisstränge und dem Abstand der Schwellenkörper zum nichtbewegten Teil des Gleises. Der Winkel wird dabei so gewählt, dass er im nicht ausgelenkten Zustand und im ausgelenkten Zustand identisch aber komplementär ist. Eine entsprechende Anordnung garantiert, dass, aufgrund von komplementären Winkeln, der Abstand zwischen den Gleissträngen und den anderen parallel verlaufenden Elementen in den Endpositionen den geforderten Vorgaben entspricht. Die gelenkigen Verbindungen sind hoch belastbar, günstig herzustellen und weisen geringe Reibung auf. Sie sind besonders wartungsfreundlich und betriebssicher. Ausserdem steht dadurch beim schwenkbaren Gleisabschnitt bei Bedarf die gesamte Biegelänge zur Verfügung. Diese wird, im Unterschied zu anderen Anordnungen, nicht durch zusätzliche, die freie Biegelänge behindernde Elemente beschränkt. Die Gefahr einer Polygonbildung durch variierende Steifigkeiten der Querschnitte wird bewusst vermieden, was insbesondere für schnellfahrende Transportsysteme vorteilhaft ist. Die Schwellenkörper stützen sich vorteilhafterweise auf dem Unterbau der Weiche oder anderen begrenzenden Elementen ab, dass durch Reib- oder Formschluss die Gleisstränge und die anderen parallel verlaufenden Elemente bei hohen Belastungen gegen seitliches Verschieben gesichert sind. Die Abstützung sieht insbesondere vor, dass die Weiche im unbelasteten Zustand ohne grossen Kraftaufwand geschaltet werden kann, jedoch im (bspw. durch ein Fördermittel) belasteten Zustand eine ungewollte Verschiebung verhindert. Erfindungsgemässe Weichen zeichnen sich durch ihre Unempfindlichkeit gegenüber Wettereinflüssen aus. Durch eine Koppelung mit dem Weichenunterbau wird zudem erreicht, dass thermische Ausdehnungen egalisiert werden. Die erfindungsgemässen Weichen sind gegen Verschmutzung besonders unanfällig.
Der Verlauf der Krümmung, respektive der Spurverlauf der zu bewegenden Gleisabschnitte, wird in der geraden und in der ausgelenkten Position bei Bedarf durch mechanische Anschläge oder ähnliche Wirkelemente gewährleistet. Grundsätzlich ist es so möglich beliebige Kurvenverläufe zu realisieren. Falls erforderlich sichern zusätzliche Elemente (Verriegelungsmechanismen) die Gleisstränge in den Endpositionen. Die Fixpunkte der Weiche werden so gewählt, dass eine thermische Längendehnung die Übergänge zwischen den festen und den bewegten Gleisabschnitten nicht beeinflusst respektive kompensiert wird. Durch einen entsprechenden Aufbau des Weichenunterbaus wird erreicht, dass thermische Veränderungen sich speziell bei Zahnrad oder Bergbahnen nicht auf die Betriebssicherheit und die Teilung der Zahnstangen auswirken. Die Übergänge zwischen den einzelnen Gleisabschnitten werden so ausgebildet, dass keine ungewollte Berührung während dem Verschwenken entsteht.
Durch den im Vergleich zu Zungenweichen grundsätzlich anderen konzeptionellen Aufbau der hier offenbarten Erfindung ist es möglich Weichen zu bauen, die ohne Weichenherz auskommen. Dadurch vereinfacht sich die Konstruktion massiv und eine Unstetigkeit im Gleisverlauf wird vermieden. Bei Weichen für Zahnradbahnen wirkt sich dieser Umstand besonders vorteilhaft aus, da dort kein Unterbruch, resp. keine Unstetigkeit bei der Zahnradstange resultiert. Der Fahrkomfort und die Betriebssicherheit werden erhöht.
Für die Auslenkung der zu bewegenden Gleisabschnitte werden vorzugsweise herkömmliche Servosysteme, beispielsweise in Form von mechanischen, elektrischen, hydraulischen Servomotoren und Hebelsysteme usw., verwendet. Diese werden über Hebelsysteme mit den Gleisen wirkverbunden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren detailliert beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1
zeigt eine Ausführungsform einer Weiche in perspektivischer Ansicht,
Fig.2
zeigt eine Detaildarstellung aus Fig. 1,
Fig. 3
zeigt die Weiche gemäss Fig. 1 in einer ersten Stellung,
Fig. 4
zeigt eine Weiche gemäss Fig. 1 in einer zweiten Stellung,
Fig. 5
zeigt eine weitere Ausführungsform,
Fig. 6
zeigt die Ausführungsform von Figur 5 in einer weiteren Darstellung.
Figur 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Weiche 1 für eine Zahnradbahn in einer perspektivischen Ansicht. Die Weiche 1 beinhaltet einem ersten Gleisabschnitt 2 der mit zwei weiteren Gleisabschnitten 3 und 4 über einen seitlich auslenkbaren, beweglichen Gleisabschnitt 10 verbindbar ist. Der bewegliche Gleisabschnitt 10 weist zwei Endpositionen auf. In der ersten, hier dargestellten Endposition verbindet der Gleisabschnitt 10 die Gleisabschnitte 2 und 3. In der zweiten Endposition (vgl. Figur 3) verbindet der Gleisabschnitt 10 die Gleisabschnitte 2 und 4. Die Gleisabschnitte 2, 3, 4 und 10 weisen hier je zwei parallelverlaufende Gleise 30.1, 30.2, 35.1, 35.2, 40.1, 40.2, 45.1, 45.2 und je eine mittig verlaufende Zahnstange 31, 36, 41, 46 auf. Die Gleise 30.1, 30.2, 35.1, 35.2, 40.1, 40.2 und die Zahnstange 31, 36, 41 sind bei den Gleisabschnitten 2, 3 und 4 über Schwellenkörper 13 starr miteinander verbunden. Ein Unterbau 20 stellt eine feste Verbindung zwischen den Gleisabschnitten 2, 3 und 4 dar. Der bewegliche Gleisabschnitt 10 ist auf dem Unterbau 20 seitlich verschwenkbar gelagert. Die Gleisse 45.1 und 45.2, sowie die mittig verlaufende Zahnstange 46 sind über Gelenke 14 mit Schwellenkörpern 15 (vgl. Figur 2) wirkverbunden. Die Schwellenkörper 15 liegen hier auf dem Unterbau 20 auf und sind in unbelastetem Zustand seitlich verschiebbar. Bei einer Belastung der Weiche, beispielsweise durch einen Bahnwagen, werden hier die Schwellenkörper 15 gegen den Unterbau 20 gepresst, wodurch der Gleisabschnitt 10 stabilisiert wird. Zum Gleisabschnitt 2 hin sind die Gleise 45.1 und 45.2, sowie die Zahnstange 46 des beweglichen Gleisabschnittes 10 hier fest über eine Einspannstelle 16 (Fixpunkt) mit dem Unterbau 20 verbunden. Aufgrund der gelenkigen Verbindung zwischen den Gleissträngen 45.1 und 45.2, sowie der Zahnstange 46 und den Schwellenkörpern 15 ist der Gleisabschnitt 10 seitlich, parallel zur Oberfläche des Unterbaus 20 schwenkbar, so dass er in einer ersten Endposition den Gleisabschnitt 2 mit dem Gleisabschnitt 3 und in einer zweiten Endposition den Gleisabschnitt 2 mit dem Gleisabschnitt 4 verbindet. Diese Endpositionen werden über mit dem Unterbau 20 verbundene Anschläge 21 und 22 gesichert. Durch die Positionierung der Anschläge 20 und 21 wird der Verlauf der Gleise 45.1 und 45.2 und der Zahnstange 46 definiert. Falls erforderlich kommen zusätzliche Elemente zum Einsatz, die ein ungewolltes seitliches Verschieben verhindern. Die Schwellenkörper 15 koordinieren und bestimmen den parallelen Abstand zwischen den Gleisen 45.1 und 45.2 und der Zahnstange 46. Sie weisen gegenüber den Gleisen 45.1 und 45.2 und der Zahnstange 46 einen variablen Winkel f (vgl. Figuren 3 und 4) auf. Die Anordnung wird so gewählt, dass dieser Winkel f in den vorbestimmten Endpositionen gleich ist (vgl. hierzu Figur 2). Dadurch wird garantiert, dass der Abstand zwischen den Gleisen 45.1 und 45.2 und der Zahnstange 46 in den Endpositionen den Vorgaben entspricht.
Figur 2 zeigt eine Detailansicht aus Figur 1. Der Betrachter blickt in Richtung eines Pfeiles A. Zu erkennen sind die beiden Gleise 45.1, 45.2 und die Zahnstange 46, welche über die Gelenke 14 und einen Schwellenkörper 15 mit einander wirkverbunden sind. Die Achse der Gelenke 14 verläuft hier parallel zur z-Achse. Die seitlichen Endpositionen der Gleise 45.1, 45.2 und der Zahnstange 46 wird hier über auf einen Schwellenkörper 15 wirkende Endanschläge 21 und 22 sichergestellt. Die Gleisstränge (Gleise 45.1 und 45.2, sowie Zahnstange 46) sind über eine Einspannstelle 16 (Fixpunkt) fest mit dem Unterbau 20 verbunden. Der Unterbau und die Gleisstränge sind so ausgelegt, dass thermisch bedingte Längenänderungen kompensiert werden.
Figur 3 zeigt die Weiche 1 gemäss Figur 1 in einer Draufsicht. Zu erkennen sind die ortsfesten Gleisabschnitte 2, 3 und 4 und der seitlich verschwenkbare Gleisabschnitt 10. Dieser befindet sich in einer ersten Endposition, so dass er die beiden Gleisabschnitte 2 und 4 geradlinig verbindet. Die Schwellenkörper 15 befinden sich in dieser Position mit den Anschlägen 21 in Anschlag. Zu erkennen ist, dass jeder der gelenkig mit den Gleisen 45.1 und 45.2 und der Zahnstange 46 verbundenen Schwellenkörper 15 einen anderen Winkel f1 bis f10 gegenüber den Gleisen 45.1 und 45.2 und der Zahnstange 46 aufweisen. Die Winkel f1 bis f10 sind dabei abhängig vom Verlauf der vorbestimmten Auslenkung des schwenkbaren Gleisabschnittes 10. Sie werden so gewählt, dass der Abstand zwischen den parallel verlaufenden Gleisen 45.1 und 45.2, sowie der Zahnstange 46 in den Endpositionen exakt eingehalten wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Winkel f1 bis f10 der entsprechenden Schwellenkörper 15 in der ersten hier gezeigten geraden Position und die Winkel f1' bis f10' der entsprechenden Schwellenkörper in der ausgelenkten zweiten Position (vgl. Figur 3) gegensätzlich (komplementär) gleich sind.
Figur 4 zeigt die Weiche gemäss Figur 1 mit ausgelenktem Gleisabschnitt 10. Der Gleisabschnitt 10 verbindet in dieser Position die Gleisabschnitte 2 und 3. Der Verlauf des gekrümmten Gleisabschnittes 10 wird hier durch die Anschläge 22 definiert, so dass dem vorgegebenen Verlauf der Krümmung entsprochen wird. Aufgrund der erfindungsgemässen Anordnung der Schwellenkörper 15 und deren gelenkigen Verbindung mit den Gleisen 45.1 und 45.2, sowie der Zahnstange 46, wird eine freie Biegelänge L der Gleise 45.1, 45.2 und der Zahnstange 46 nur unmassgeblich beeinflusst. Dadurch sind die hier an zwei Stellen angreifenden Stellkräfte P1, P2 besonders gering. Der Verlauf und der Radius der Krümmung wird hier durch eine entsprechende Anordnung der Anschläge 22 konstant oder beliebig variabel definiert.
Die Gleisstränge 45.1, 45.2 und die Zahnstange 46 des beweglichen Gleisabschnittes 10 sind an einer Einspannstelle 16 fest mit dem Unterbau 20 der Weiche 1 verbunden. Die Gleise 30.1, 30.2, 35.1, 35.2, 40.1, 40.2 sowie die Zahnstangen 31, 36, 41 sind an den Einspannstellen 17, 18 und 19 ebenfalls fest mit dem Unterbau 20 der Weiche 1 verbunden. Der Unterbau 20 ist dabei so auf die den beweglichen Gleisabschnitt 10 abgestimmt, dass thermische Längenänderungen der Gleisstränge 45.1, 45.2, 46 durch eine entsprechende Längenänderungen des Unterbaus 20 egalisiert werden. Das bedeutet, dass eine Verlängerung der Gleisstränge 45.1 und 45.2 und der Zahnstange 46 durch eine entsprechende Längenänderung des Unterbaus 20 ausgeglichen (kompensiert) wird. Dadurch werden u.a. relevante Teilungsfehler im Bereich der Zahnstange und Probleme beim Umschalten der Weiche vermieden. Alternativ oder ergänzend können auch andere Punkte, beispielsweise ein Schwellenkörper 15 als Fixpunkt in einer Richtung ausgestaltet werden. Beispielsweise durch in Nuten geführte Rollen (nicht näher dargestellt), die als Führungselemente für einen oder mehrere Schwellenkörper 15 dienen. Äquivalente Lösungen sind denkbar. Andere Anordnungen der Fixpunkte 16 bis 19 und von Kompensationselementen sind selbstverständlich möglich.
Figur 5 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Weiche. Diese Ausführungsform weist im Bereich des beweglichen Gleisabschnitts 10 zu den Gleissträngen 45.1, 45.2, 46 senkrecht stehende rahmenförmige Distanzmittel 26 auf, die an mehreren Stellen starr mit den Gleisen 45.1 und 45.2 verbunden und je zwischen den Gleissträngen 45.1, 45.2 und der Zahnstange 46 (auf jeder Seite) angeordnet sind. Gegenüber der Zahnstange 46 sind die Distanzmittel 26 in Richtung der Zahnstange 46 längs verschiebbar angeordnet, so dass die für das Verschwenken notwendige Beweglichkeit resultiert. Die Distanzmittel sind untereinander durch Spalten 23.1, 23.2 getrennt. Diese Spalten 23.1, 23.2 werden abhängig von der Richtung des Gleisabschnitts 10 geschlossen oder geöffnet. In der hier dargestellten Situation, in der der Gleisabschnitt 10 auf "gerade" steht, sind die Spalten 23.1 auf der einen Seite der Zahnstange 46 auf Anschlag (geschlossen) und die Spalten 23.2 auf der anderen Seite der Zahnstange 46 offen.
Die Gleisstränge 45.1, 45.2, 46 bleiben während der ganzen Schwenkbewegung annähemd parallel. Diese Ausführungsform eignet sich beispielsweise für Weichen mit einer relativ kleinen Auslenkung und einem Weichenherz. Die Biegelinie wird über die zwischen den Distanzmitteln befindlichen Spalten definiert, die abhängig von der Endposition auf Anschlag gehen. Bei grösseren Auslenkungen kann es unter Umständen zu einer Polygonbildung kommen. Über einen Fixpunkt 25 wird der bewegliche Gleisabschnitt 10 fixiert. Die Stellkräfte für das Stellen der Weiche werden über ein Hebelsystem 27 eingeleitet.
Figur 6 zeigt die Anordnung gemäss Figur 5 in einer zweiten Position, in der der Gleisabschnitt 10 auf "ausgelenkt" steht. In dieser Position sind, im Unterschied zu der in Figur 5 dargestellten Situation, die Spalten 23.2 auf Anschlag und die Spalten 23.1 "offen".

Claims (10)

  1. Weiche (1) für Eisenbahnen und andere schienengebundene Fördermittel mit einem ersten (2) und mindestens zwei zweiten Gleisabschnitten (3, 4), die über Fixpunkte (17, 18, 19) mit einem Unterbau (20) verbunden sind, und mit einem dritten Gleisabschnitt (10) der auf dem Unterbau (20) gelagert durch ein Stellmittel (27) seitlich verbiegbar angeordnet zum wahlweisen Verbinden des ersten (2) mit einem der zwei zweiten Gleisabschnitte (3, 4) in definierten Endpositionen dient, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Gleisabschnitt (10) mindestens zwei elastisch verbiegbare Gleisstränge (45.1, 45.2, 46) aufweist, die über einen Fixpunkt (16) mit dem Unterbau (20) verbunden sind und die über zugeordnete Distanzmittel (15, 26) gelenkig miteinander wirkverbunden sind, welche Distanzmittel (15, 26) über die Länge der verbiegbaren Gleisstränge verteilt derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die mindestens zwei elastisch verbiegbaren Gleisstränge (45.1, 45.2, 46) zumindest in den zwei durch mechanische Anschläge (21, 22, 23.1, 23.2) definierten Endposition parallel zueinander angeordnet sind.
  2. Weiche (1) gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzmittel (15) über Gelenke (14) drehbar mit den mindestens zwei elastisch verbiegbaren Gleissträngen (45.1, 45.2, 46) des dritten Gleisabschnittes (10) verbunden sind und dass die Distanzmittel (15) in einer ersten Endposition gegenüber den mindestens zwei elastisch verbiegbaren Gleissträngen (45.1, 45.2, 46) einen ersten Winkel (f1 bis f10) aufweisen und in einer zweiten Endposition einen zweiten Winkel (f1' bis f10') aufweisen, der zum ersten Winkel komplementär gleich ist.
  3. Weiche (1) gemäss Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzmittel (15) in Schwellenkörpern (13) integriert sind.
  4. Weiche (1) gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Anschläge (21, 22), welche die Endpositionen des beweglichen Gleisabschnitts (20) definierenden, mit dem Unterbau (20) verbunden sind.
  5. Weiche (1) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Gleisabschnitt (10) zwei elastisch verbiegbare Gleisstränge (45.1, 45.2) und eine dazwischen angeordnete Zahnstange aufweist (46).
  6. Weiche (1) gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Distanzmittel (26) in einem rechten Winkel zu den Gleissträngen (45.1, 45.2, 46) angeordnet sind und derart mit diesen wirkverbunden sind, dass sie ihre relative Position, insbesondere den Winkel, gegenüber diesen nicht ändern.
  7. Weiche (1) gemäss Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung zwischen den Distanzmitteln (26) und einem Gleisstrang (46) Zapfen aufweist, die in Nuten geführt sind, welche Nuten im wesentlichen parallel zum Gleisstrang (46) angeordnet sind, derart dass beim Auslenken der zu bewegenden Gleisabschnitte der relative Abstand zwischen den Gleisabschnitten beibehalten und ein Verschwenken dennoch nicht behindert wird.
  8. Weiche (1) gemäss einem der Patentansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass rahmenförmige Distanzmittel (26) zwischen den äusseren Gleissträngen (45.1, 45.2) und einer zwischen den äusseren Gleissträngen (45.1, 45.2) verlaufenden Zahnstange (46) angeordnet sind, dass die Distanzmittel (26) an mehreren Stellen starr mit einer der äusseren Gleisstränge (45.1, 45.2) verbunden sind und dass die Distanzmittel (26) gegenüber der Zahnstange (46) in Richtung der Zahnstange (46) längs verschiebbar sind, derart dass die für ein seitliches Verschwenken des beweglichen Gleisabschnitts (10) notwendige Beweglichkeit resultiert.
  9. Weiche gemäss Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzmittel (26) untereinander durch Spalten (23.1, 23.2) getrennt sind, welche Spalten (23.1, 23.2) derart angeordnet sind, dass sie abhängig von der Endposition des beweglichen Gleisabschnitts (10) geschlossen oder geöffnet sind und so als mechanischer Anschlag dienen.
  10. Weiche (1) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Längenänderung des Unterbaus (20) so auf die thermische Längenänderung des beweglichen Gleisabschnitts (10) abgestimmt ist, dass eine thermische Längenänderungen der mindestens zwei elastischen Gleisstränge (45.1, 45.2, 46) durch eine entsprechende Längenänderung des Unterbaus (20) ausgeglichen wird.
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