EP2219927A1 - Biegeträger aus stahl für eine weichenanordnung bei magnetschwebebahnen - Google Patents

Biegeträger aus stahl für eine weichenanordnung bei magnetschwebebahnen

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Publication number
EP2219927A1
EP2219927A1 EP08858402A EP08858402A EP2219927A1 EP 2219927 A1 EP2219927 A1 EP 2219927A1 EP 08858402 A EP08858402 A EP 08858402A EP 08858402 A EP08858402 A EP 08858402A EP 2219927 A1 EP2219927 A1 EP 2219927A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bending beam
hollow profile
cover plates
longitudinal direction
plates
Prior art date
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Application number
EP08858402A
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English (en)
French (fr)
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EP2219927B1 (de
Inventor
Karl Fichtner
Wolfgang Kirstein
Robert Lippert
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ThyssenKrupp Transrapid GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Transrapid GmbH
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Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Transrapid GmbH filed Critical ThyssenKrupp Transrapid GmbH
Publication of EP2219927A1 publication Critical patent/EP2219927A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2219927B1 publication Critical patent/EP2219927B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • E01B25/30—Tracks for magnetic suspension or levitation vehicles
    • E01B25/34—Switches; Frogs; Crossings

Definitions

  • the invention relates to a bending beam of the type specified in the preamble of claim 1.
  • a known switch assembly of the type of interest here consists of a so-called. Biegeweiche (eg., "Maglev Transrapid - The new dimension of travel", Hestra- Verlag Darmstadt 1989, pages 32 to 35, DE 10 2004 015 495 Al).
  • An essential part of such Biegeweiche is a bendable, made of steel carrier of the above-mentioned genus, the z. B. 78 m long or longer or shorter and carries the infrastructure or equipment from this.
  • the bending beam is stationarily arranged at one end and, moreover, movably mounted on rails by means of a plurality of supporting frames and wheels mounted thereon, which rails are arranged transversely to its longitudinal direction, which is also the direction of travel or x-direction.
  • the support frames along the rails can be moved back and forth, whereby the carrier is elastically bent and selectively aligned with one of several, branching from the switch driveways.
  • the carrier may be composed of a plurality of interconnected in its longitudinal direction sections.
  • the bending beam usually contains as a basic element consisting of a box section with a rectangular cross-section hollow body composed of two lateral web plates, a lower flange and a top flange and stiffened by internal transverse walls (bulkheads).
  • the bending beam in the extensions of the bulkheads mounted cantilevers (support plates) and supported on these cover plates, where various functional parts of the infrastructure such.
  • As sliding strips, side guide rails and retaining elements for the stator of a long stator linear motor od. Like. Are attached.
  • the cover plates and the functional parts consist of sections which are comparatively short in the longitudinal direction of the travel path and form individual track elements. These preferably have a pitch of the magnetic levitation railway dependent length of z. B. 2064 mm and are separated by narrow, transverse to the hollow body extending column.
  • the cover plates have a number of slots, in order to avoid that they warp or fold during elastic bending of the bending beam perpendicular to its surface, ie in the z-direction, ie a reduction of the stiffness and stress of the switch to the z- Axis is achieved.
  • Welds for example, which connect the cantilevers and bulkheads with the web plates and where virtually the entire track is supported, form so-called cross joints, which are particularly stressed in the elastically deformed state of the bending beam and when driving over a vehicle and limit the fatigue strength of the bending beam. Fatigue cracks will therefore occur first in these welds. Especially in the case of 3-way switches, the forced deformations and the driving operation lead to high voltage amplitudes which increase the risk of fatigue even further. Another disadvantage is that the welds are partially visible from the outside neither readily accessible yet. This applies z. B. for the connections between the top flange and the cover plates as well as for the close to the top flange connections between the web plates and provided on the cantilever inner edges.
  • the technical problem underlying the invention is to improve the bending beam of the type described above in that it has an increased fatigue strength and allows a greater number of Weichenver einen and vehicle crossings.
  • the solution to this problem is inventively with the characterizing features of claim 1.
  • the cantilevers are each divided into a pressure and tension strut.
  • a distribution of the forces resulting from the ferry operation and the positive deformation is possible on tensile forces which act essentially only on the tension struts and in the y direction and on compression forces which act essentially only on the compression struts and predominantly in the z direction , These forces therefore no longer need to be absorbed solely by the inner edges or by the welds connecting them to the web plates.
  • the invention makes it possible to arrange the inner edges of the struts and connected to the upper straps ends of the tie rods with sufficient distances from each other. As a result, non-visible and inaccessible welds are largely avoided.
  • the risk of tearing underlying load-bearing welds can be arranged so that they are well visible and, if necessary, better accessible than before from the outside. Because of the reduced loads in the area of the cross joints, more favorable notch cases can also be assigned, i.
  • the welds can be designed so that defined in standards curbs can be clearly assigned. Overall, the invention therefore leads to reduced stresses in the welds, increased fatigue strength and a longer life of the entire switch assembly.
  • Fig. 3 is a schematic plan view of the bending beam and attached thereto Ausriistungser the switch assembly of Figures 1 and 2;
  • Figures 4 and 5 are sections taken along lines IV-IV and V-V of Figure 3;
  • FIG. 6 is a schematic plan view corresponding to FIG. 3 of a bending beam according to the invention.
  • FIGS 7 and 8 are sections taken along lines VII-VII and VIII-VIII of Figure 6;
  • FIG. 9 shows a plan view of a single cover plate of the bending support according to FIG. 6;
  • FIG. 10 shows a section along the line X-X of FIG. 7 solely by means of a top flange and a tie bar of a cantilever arm connected thereto;
  • Fig. 11 is a section along the line XI-XI of Fig. 7 solely by a drawstring of a cover plate and an associated tension strut of a cantilever.
  • Fig. 1 to 5 contains a conventional switch assembly in the form of a bending weir for magnetic levitation trains a bendable, made of steel and over the entire length of the switch, for example, about 78 m long bending beam 1.
  • each web plate 5 vertically from it in the y direction to the right or left projecting support plates or cantilevers 8 attached to the ends of webs 9 are attached.
  • On the webs 9 are arranged parallel to the cantilevers 8 and preferably in their extensions (y-direction) arranged ribs 10, on the outer faces of equipment 11 are mounted in the form of the tracking of the vehicles serving side guide rails.
  • a seelite- rail is provided on each longitudinal side of the bending beam 1, wherein the arrangement is preferably mirror-symmetrical to xz plane of the imaginary coordinate system.
  • cover plates 12 are supported on both sides of the hollow section 2 and in a symmetrical arrangement, where further, not shown equipment in the form of sliding strips can be attached, which serve to settle the vehicles and how the equipment 11 over the entire length of the bending beam 1 extend.
  • the bending beam 1 is provided on the underside of the webs 9 with equipment parts 14 in the form of stator carriers, the z. B. are used for attachment of stator of a long stator linear motor.
  • the described parts 1 to 14 are made of steel and are undetachably joined together by welding to form the apparent from Fig. 1 to 4 bending beam 1.
  • the bending beam 1 to z. B. six supports 16 to 21 supported, wherein it is fixedly connected to a first support, here the support 16, while on the other supports 17 to 21 in a known manner transverse to the longitudinal direction, i. in y-direction and can be moved substantially horizontally back and forth.
  • the equipment parts 10 and 14 and the cover plates 12 which can be seen from FIGS. 4 and 5 are not combined with the hollow profile 2 when the switch arrangement is actuated. bent. They consist rather of z. B. only about 2 m long sections, which are arranged in the installed state in the x direction one behind the other and separated by narrow gaps 22 (Fig. 3) from each other, so that they automatically arrange on bending of the hollow section 2 along a traverse.
  • the cover plates 12 are expediently provided with slots 12a running parallel to the x- and y-axis, in order to facilitate the bending of the hollow profile 2 and to avoid distortions or folds of the cover plates 12 in the z-direction, which due to their coupling could result in the cantilevers 8.
  • the initially described problems of the described bending beam 1 are mainly due to in Fig. 3 and 4 partially indicated by the reference numeral 24 welds in the area of the cross joints between the inner and outer sides of the web plates 5, the bulkheads 6, 7 and inner edges 8a of the cantilevers 8.
  • These welds 24 carry not only the cantilevers 8 and their associated equipment parts 11 and 14, but also the loads occurring when driving over a vehicle.
  • the cover plates 12 are supported almost exclusively on the cantilever arms 8 and along short center webs 12b and with the formation of further welds 25 with the hollow sections 2 and their upper chords 3 are connected (see Fig .. 3 and 5).
  • the end sections 12c of the cover plates 12, which are likewise each connected to an associated cantilever 8, have no connection to the hollow profile 2, but are separated from it by further gaps 26 (FIGS. 3 and 4).
  • the welds 25 and the upper ends of the welds 24 of the cross joints are not visible and accessible from all sides required, which complicates or prevents necessary maintenance and repair work.
  • an inventive bending beam 31 according to FIG. 6 to 11
  • a hollow profile 32 which is composed of a top flange 33, a bottom flange 34, web plates 35 and bulkheads 36, 37, and cantilevers 38, at which webs 39, ribs 40, equipment 41, with slots 42a, middle portions 42b and end portions 42c provided cover plates 42 and equipment 44 are attached, but the cantilevers 38 and cover plates 42 are designed differently than before.
  • the cantilevers 38 have two sections merging into one another, of which a lower section a compression strut 38b provided with an inner edge 38a and upper portion is formed as a tension strut 38c.
  • the pressure strut 38b is connected with its inner edge 38a to an associated web plate 35 and connected thereto by welding. From the inner edge 38a and thus from the hollow profile 32, the pressure strut 38b extends obliquely upwards and outwards to a transition region 38d, which is welded to the web 39.
  • the tension strut 38c is formed, which extends from there substantially in the y-direction and the hollow profile 2 and includes with the pressure strut 38b an acute angle.
  • the parts 38a to 38d are, as FIG. 6 shows, preferably provided on a plane-parallel, integrally produced sheet-metal component.
  • Figures 7 and 8 show that those struts 38b which are supported at a bulkhead 6 extended over approximately one half the height of the hollow section 2 terminate at a correspondingly short inner edge 38a ( Figure 7), whereas those struts are compressed 38b, which are adjacent to a substantially over the entire height of the hollow profile 32 extending bulkhead 37, are provided with a z-directional extension 38e and therefore have a correspondingly elongated inner edge 38a (Fig. 8), which is close to the lower flange 4 comes up.
  • the cover plates 42 are, as in particular Fig. 9 can be seen in a single representation of the left in Fig. 6 cover plate, according to a particularly preferred and previously held for the best embodiment of the invention in the region of their two End portions 42c each provided with a hollow profile 32 toward the recess 42d, in each of which an integrally formed on the cover plate 42, extending substantially in the y direction drawstring 42e protrudes.
  • the outer sides of the web plates 35 are connected only to the inner edges 38 a of the pressure struts 38 b of the cantilever arms 38.
  • the cantilever arms 38 (FIGS. 6 and 7) assigned to the end sections 42c of the cover plates 42 are connected to the bottom sides of their tension struts 38c
  • the cantilevers 38 (FIGS. 6 and 8) assigned to the center webs 42b of the cover plates 42 are fastened with their tension struts 38c to the undersides of these center webs 42b.
  • the hollow profile 32 facing the end of the central web 42 b and the drawstrings 42 d of the cover plates 42 are connected along short welds 45 and 46 with the upper flange 33 of the hollow section 32.
  • the top flange 33 is preferably provided with laterally formed lugs 33a and 33b, which in x-
  • the welding is preferably carried out on both sides of the lugs 33a and 33b, as shown in Fig. 10 in a section showing only the tie rod 38c and an associated approach 33a of the upper chord in the region of the interface 47 in high magnification.
  • the reference numeral 48 indicates the welds on both sides of the attachment 33a.
  • FIG. 11 shows a schematic, enlarged section in the region of the connection of a drawstring 42e of the cover plate 42 and a tie bar 38c of an associated cantilever 38, corresponding to Fig. 9 on both sides of the drawstring 42e to see the associated parts of the cover 42 mounted in the recess 42d are. Welds 49 extending in the y-direction are also indicated.
  • the described construction of the bending beam 32 brings numerous advantages.
  • all forces eg arrow F in FIG. 7 that result from the driving operation and the forced deformation are distributed to the tension and compression struts 38b, 38c, as indicated by arrows 50 in FIG. 7 and 8 is indicated.
  • the welding seams 51 FIG. 6) corresponding to the weld seams 24 (FIG. 3), which connect the pressure struts 38b to the web plates 35, are considerably relieved in the area of the cross joints.
  • the supporting welds which mainly include the welds 48 and 51, with a relatively large distance in the z-direction from each other.
  • the distances between the upper flange 33 facing ends of the tie rods 38c and z in the direction of the upper ends of the inner edges 38a of the struts 38b as shown in FIG. 7 and 8 are preferably chosen so large that the welds 48, 51 not only of all required Pages are visible, but can also be easily achieved with conventional testing or maintenance equipment. As a result, for example, the repair of cracks or the re-welding of welds is facilitated.
  • a further significant advantage consists in the fact that a bending of the bending beam 31 leads to an elastic forced deformation of the tension straps 42e of the cover plates 42, which favors the flexibility of the bending operation and reliably avoids distortions of the cover plates 42. Regardless, the various roadway parts continue to be easy to produce.
  • the invention is not limited to the described embodiment, which could be modified in many ways. This applies in particular to the apparent from Fig. 6 and 9 shape and size of the slots 42a and recesses 42d in the cover plates 42 and the compounds of the cover plates 42 and cantilevers 38 with the equipment parts 41 and 44. Furthermore, the special shape of the cover plates 42 and the cantilever arms 38 and their pressure and Zustben 38b, 38c are made dependent on the needs of the case. Finally, it should be understood that the various features may be applied in combinations other than those described and illustrated.

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Abstract

Es wird ein Biegeträger (31) aus Stahl für eine Weichenanordnung bei Magnetschwebebahnen beschrieben. Der Biegeträger (31) enthält ein in einer Längsrichtung (x) erstrecktes und in einer Querrichtung (y) biegbares Hohlprofil (32), das mit seitlichen Stegblechen (35) und einem Obergurt (33) versehen ist, eine Mehrzahl von in Längsrichtung (x) beabstandeten, in der Querrichtung (y) erstreckten und mit den Stegblechen (35) verbundenen Kragarmen (38) und eine Mehrzahl von in der Längsrichtung (x) hintereinander angeordneten, auf den Kragarmen (38) abgestützten Deckblechen (42), wobei die Verbindungen zwischen den Stegblechen (35), Kragarmen (38) und Deckblechen (42) aus Schweißverbindungen bestehen. Erfindungsgemäß weisen die Kragarme (38) je eine mit einem Stegblech (35) verbundene und von diesem aus schräg nach oben und außen ragende Druckstrebe (38b) und eine an diese angeformte, zum Hohlprofil (32) hin ragende Zugstrebe (38c) auf, mittels derer sie mit den Deckblechen (42) und mit dem Obergurt (33) verbunden sind.

Description

Biegeträger aus Stahl für eine Weichenanordnung bei Magnetschwebebahnen
Die Erfindung betrifft einen Biegeträger der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Eine bekannte Weichenanordnung der hier interessierenden Art besteht aus einer sog. Biegeweiche (z. B. "Magnetbahn Transrapid - Die neue Dimension des Reisens", Hestra- Verlag Darmstadt 1989, Seiten 32 bis 35, DE 10 2004 015 495 Al). Wesentlicher Bestandteil einer derartigen Biegeweiche ist ein biegbarer, aus Stahl bestehender Träger der oben bezeichneten Gattung, der z. B. 78 m lang oder auch länger oder kürzer ist und den Fahrweg bzw. Ausrüstungsteile von diesem trägt. Der Biegeträger ist an einem Ende stationär angeordnet und im übrigen mittels mehrerer Traggestelle und an diesen montierter Laufräder auf Schienen fahrbar gelagert, die quer zu seiner Längsrichtung, die auch die Fahrtrichtung bzw. x-Richtung ist, angeordnet sind. Zur Einstellung der Weiche können die Traggestelle längs der Schienen hin- und hergefahren werden, wodurch der Träger elastisch gebogen und wahlweise auf einen von mehreren, von der Weiche abzweigenden Fahrwegen ausgerichtet wird. Außerdem kann der Träger aus mehreren, in seiner Längsrichtung miteinander verbundenen Abschnitten zusammengesetzt sein.
Der Biegeträger enthält gewöhnlich als Grundelement einen aus einem Kastenprofil mit rechteckigem Querschnitt bestehenden Hohlkörper, der aus zwei seitlichen Stegblechen, einem Untergurt und einem Obergurt zusammengesetzt und durch innen liegende Querwände (Schotten) versteift ist. Außerdem enthält der Biegeträger in den Verlängerungen der Schotten angebrachte Kragarme (Stützbleche) und auf diesen aufgestützte Deckbleche, an denen verschiedene Funktionsteile des Fahrwegs wie z. B. Gleitleisten, Seitenführschienen und Halteelemente für die Statorpakete eines Langstator-Linearmotors od. dgl. befestigt werden.
Damit der Biegeträger zum Einstellen der Weichenanordnung elastisch verformt werden kann, bestehen die Deckbleche und die Funktionsteile aus in Längsrichtung des Fahrwegs vergleichsweise kurz ausgebildeten, einzelne Fahrwegelemente bildenden Teilstücken. Diese haben vorzugsweise eine vom Rastermaß der Magnetschwebe- bahn abhängigen Länge von z. B. 2064 mm und sind durch schmale, quer zum Hohlkörper erstreckte Spalte voneinander getrennt. Außerdem weisen die Deckbleche eine Anzahl von Schlitzen auf, um zu vermeiden, dass sie sich beim elastischen Biegen des Biegeträgers senkrecht zu ihrer Oberfläche, d. h. in z-Richtung, verwerfen oder falten, d.h. eine Reduktion der Steifigkeit und Beanspruchung der Weiche um die z- Achse erzielt wird.
Ein noch nicht vollständig gelöstes Problem stellen bei einem derartigen Biegeträger die verschiedene Schweißverbindungen dar, mittels derer die Stegbleche, Querwände, Kragarme, Deckbleche und Obergurte miteinander verbunden sind. Diejenigen
Schweißnähte beispielsweise, die die Kragarme und Schotten mit den Stegblechen verbinden und an denen praktisch der gesamte Fahrweg abgestützt ist, bilden sogenannte Kreuzstöße, die vor allem im elastisch verformten Zustand des Biegeträgers und beim Überfahren eines Fahrzeugs stark beansprucht werden und die Dauerfestigkeit des Biegeträgers begrenzen. Ermüdungsrisse werden daher in diesen Schweißnähten zuerst auftreten. Insbesondere bei 3-Wege- Weichen führen die Zwangsverformungen und der Fahrbetrieb zu hohen Spannungsamplituden, die die Ermüdungsgefahr noch vergrößern. Nachteilig ist außerdem, dass die Schweißnähte zum Teil von außen weder ohne weiteres einsehbar noch zugänglich sind. Das gilt z. B. für die Verbindungen zwischen dem Obergurt und den Deckblechen sowie für die nahe am Obergurt endenden Verbindungen zwischen den Stegblechen und an den Kragarmen vorgesehenen Innenkanten. Dort vorhandene Schweißnähte können daher mit den im Stahlbau üblichen Rissprüfmethoden und -geraten nicht überprüft und ggf. ausgebessert werden. Schließlich ist die Zuordnung eindeutiger Kerbfälle schwierig, weshalb eine sichere Berechnung der Lebensdauer der Weichenkonstruktion kaum möglich und daher sicherheitshalber eine reduzierte Lebensdauer anzunehmen ist.
Ausgehend davon liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, den Biegeträger der eingangs bezeichneten Gattung dahingehend zu verbessern, dass er eine erhöhte Ermüdungsfestigkeit besitzt und eine größere Anzahl von Weichenverstellungen und Fahrzeugüberfahrten ermöglicht. Die Lösung dieses Problems erfolgt erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Der Kern der Erfindung wird darin gesehen, dass die Kragarme in je eine Druck- und Zugstrebe unterteilt sind. Dadurch ist eine Verteilung der aus dem Fährbetrieb und der Zwangsverformung resultierenden Kräfte auf Zugkräfte, die im wesentlichen nur auf die Zugstreben und in y-Richtung wirken, und auf Druckkräfte, die im wesentlichen nur auf die Druckstreben und überwiegend in z-Richtung wirken, möglich. Diese Kräfte brauchen daher nicht mehr allein von den Innenkanten bzw. von den diese mit den Stegblechen verbindenden Schweißnähten aufgenommen werden. Weiter ermöglicht es die Erfindung, die Innenkanten der Druckstreben und die mit den Obergurten verbundenen Enden der Zugstreben mit ausreichenden Abständen voneinander anzuordnen. Dadurch werden nicht einsehbare und unzugängliche Schweißnähte weitgehend vermieden. Außerdem können vor allem die der Gefahr des Reißens unterliegenden, tragenden Schweißnähte so angeordnet werden, dass sie gut einsehbar und bei Bedarf besser als bisher von außen her zugänglich sind. Wegen der reduzierten Belastungen im Bereich der Kreuzstöße können außerdem günstigere Kerbfälle zugeordnet werden, d.h. die Schweißnähte können so ausgebildet werden, daß in Normen definierte Kerbfälle eindeutig zugeordnet werden können. Insgesamt führt die Erfindung daher zu reduzierten Spannungen in den Schweißnähten, einer erhöhten Ermüdungsfestigkeit und einer höheren Lebensdauer der gesamten Weichenanordnung.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 in je einer schematischen Seitenansicht und Draufsicht eine bekannte, für Magnetschwebebahnen bestimmte Weichenanordnung mit einem Biegeträger;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf den Biegeträger und an diesem befestigte Ausriistungsteile der Weichenanordnung nach Fig. 1 und 2;
Fig. 4 und 5 Schnitte längs der Linien IV-IV und V-V der Fig. 3;
Fig. 6 eine schematische Draufsicht entsprechend Fig. 3 auf einen erfindungsgemäßen Biegeträger;
Fig. 7 und 8 Schnitte längs der Linien VII-VII und VIII-VIII der Fig. 6;
Fig. 9 eine Draufsicht auf ein einzelnes Deckblech des Biegeträgers nach Fig. 6;
Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie X-X der Fig. 7 allein durch einen Obergurt und eine damit verbundene Zugstrebe eines Kragarms; und
Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI der Fig. 7 allein durch ein Zugband eines Deckblechs und eine damit verbundene Zugstrebe eines Kragarms.
Nach Fig. 1 bis 5 enthält eine übliche Weichenanordnung in Form einer Biegeweiche für Magnetschwebebahnen einen biegbaren, aus Stahl bestehenden und über die ganze Länge der Weiche erstreckten, z.B. ca. 78 m langen Biegeträger 1. Der Biegeträger 1 enthält ein in einer Längs- bzw. Fahrtrichtung (= x-Richtung) erstrecktes Tragelement in Form eines Hohlprofils 2, das vorzugsweise aus einem Kastenprofil mit rechteckigem Querschnitt besteht, wobei die senkrecht zur x-Richtung bzw. parallel zur z- Richtung eines gedachten Koordinatensystems erstreckte Höhe größer als die Breite ist. Das Hohlprofil 2 ist gemäß Fig. 4 und 5 aus einem Obergurt 3, einem Untergurt 4 und zwei diese verbindenden Seitenteilen bzw. Stegblechen 5 gebildet, die im Einbauzustand im wesentlichen vertikal und senkrecht zum Obergurt 3 und zum Untergurt 4 angeordnet sind. Zwischen den Stegblechen 5 sind der Versteifung dienende Querwände bzw. Schotten 6 und 7 vorgesehen, wobei sich gemäß Fig. 4 und 5 die Schotten 6, ausgehend vom Obergurt 3, etwa über die halbe Höhe und die Schotten 7 über die ganze Höhe des Hohlprofils 2 erstrecken. Außerdem sind an jedem Stegblech 5 senkrecht von ihm in y-Richtung nach rechts oder links abstehende Stützbleche bzw. Kragarme 8 befestigt, an deren Enden Stege 9 befestigt sind. An den Stegen 9 sind parallel zu den Kragarmen 8 und vorzugsweise in deren Verlängerungen (y-Richtung) angeordnete Rippen 10 befestigt, an deren äußeren Stirnflächen Ausrüstungsteile 11 in Form von der Spurführung der Fahrzeuge dienenden Seitenführschienen montiert sind. Im Ausführungsbeispiel ist an jeder Längsseite des Biegeträgers 1 je eine Seitenführ- schiene vorgesehen, wobei die Anordnung vorzugsweise spiegelsymmetrisch zu xz- Ebene des gedachten Koordinatensystems ist.
Auf den Oberseiten der Kragarme 8 sind beidseitig des Hohlprofils 2 und in symmetrische Anordnung Deckbleche 12 abgestützt, an denen weitere, nicht dargestellte Ausrüstungsteile in Form von Gleitleisten befestigt sein können, die zum Absetzen der Fahrzeuge dienen und sich wie die Ausrüstungsteile 11 über die ganze Länge des Biegeträgers 1 erstrecken. Schließlich ist der Biegeträger 1 an der Unterseite der Stege 9 mit Ausrüstungsteilen 14 in Form von Statorträgern versehen, die z. B. zur Befestigung von Statorpaketen eines Langstator-Linearmotors dienen.
Die beschriebenen Teile 1 bis 14 bestehen aus Stahl und sind unter Bildung des aus Fig. 1 bis 4 ersichtlichen Biegeträgers 1 durch Schweißen unlösbar miteinander verbunden.
Wie sich aus Fig. 2 ergibt, wird der Biegeträger 1 zur Einstellung der Weichenanordnung von einem durchlaufenden Fahrwegabschnitt A auf einen abzweigenden Fahrwegabschnitt B kontinuierlich um maximal z. B. ca. 3,65 m gebogen. Hierzu ist der Biegeträger 1 auf z. B. sechs Stützen 16 bis 21 abgestützt, wobei er mit einer ersten Stütze, hier der Stütze 16, fest verbunden ist, während er auf den anderen Stützen 17 bis 21 in bekannter Weise quer zur Längsrichtung, d.h. in y-Richtung und im wesentlichen horizontal hin- und herbewegt werden kann.
Die aus Fig. 4 und 5 ersichtichen Ausrüstungsteile 10 und 14 sowie die Deckbleche 12 werden beim Betätigen der Weichenanordnung nicht mit dem Hohlprofil 2 mit- gebogen. Sie bestehen vielmehr aus z. B. nur ca. 2 m langen Abschnitten, die im eingebauten Zustand in x-Richtung hintereinander angeordnet und durch schmale Spalte 22 (Fig. 3) voneinander getrennt sind, damit sie sich beim Biegen des Hohlprofils 2 automatisch längs eines Polygonzugs anordnen. Außerdem sind die Deck- bleche 12 zweckmäßig mit parallel zur x- und y- Achse verlaufenden Schlitzen 12a versehen, um die Verbiegung des Hohlprofils 2 zu erleichtern und Verwerfungen bzw. Faltungen der Deckbleche 12 in z-Richtung zu vermeiden, die sich aufgrund ihrer Ankopplung an die Kragarme 8 ergeben könnten.
Weichenanordnungen mit Biegeträgern 1 der beschriebenen Art sind dem Fachmann u.a. aus dem Dokumenten DE 202 08 421 Ul und DE 10 2004 015 495 Al allgemein bekannt, die hiermit zur Vermeidung von Wiederholungen durch Referenz auf sie zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht werden.
Die eingangs erläuterten Probleme des beschriebenen Biegeträgers 1 ergeben sich vor allem durch in Fig. 3 und 4 teilweise mit dem Bezugszeichen 24 angedeutete Schweißnähte im Bereich der Kreuzstöße zwischen den Innen- und Außerseiten der Stegbleche 5, den Schotten 6, 7 und Innenkanten 8a der Kragarme 8. Diese Schweißnähte 24 tragen nicht nur die Kragarme 8 und die mit ihnen verbundenen Ausrüstungsteile 11 und 14, sondern auch die beim Überfahren eines Fahrzeugs auftretenden Lasten. Auch die Deckbleche 12 sind nahezu ausschließlich auf den Kragarmen 8 abgestützt und längs kurzer Mittelstege 12b und unter Bildung weiterer Schweißnähte 25 auch mit den Hohlprofilen 2 bzw. deren Obergurten 3 verbunden (vgl. Fig. 3 und 5). Die ebenfalls mit je einem zugeordneten Kragarm 8 verbundenen Endabschnitte 12c der Deckbleche 12 haben dagegen keine Verbindung mit dem Hohlprofil 2, sondern sind von diesem durch weitere Spalte 26 (Fig. 3 und 4) getrennt. Die Schweißnähte 25 und die oberen Enden der Schweißnähte 24 der Kreuzstöße sind nicht von allen erforderlichen Seiten her einsehbar und zugänglich, was notwendige Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten erschwert bzw. verhindert.
Demgegenüber enthält ein erfindungsgemäßer Biegeträger 31 gemäß Fig. 6 bis 11 zwar wie bisher ein Hohlprofil 32, das aus einem Obergurt 33, einem Untergurt 34, Stegblechen 35 und Schotten 36, 37 zusammengesetzt ist, sowie Kragarme 38, an denen Stege 39, Rippen 40, Ausrüstungsteile 41, mit Schlitzen 42a, Mittelabschnitten 42b und Endabschnitten 42c versehene Deckbleche 42 und Ausrüstungsteile 44 befestigt sind, doch sind die Kragarme 38 und Deckbleche 42 anders als bisher gestaltet.
Wie insbesondere Fig. 6 bis 8 zeigen, wobei in Fig. 6 im Gegensatz zu Fig. 3 auf beiden Seiten des Hohlprofils 32 nur jeweils ein Deckblech 42 dargestellt ist, weisen die Kragarme 38 zwei ineinander übergehende Abschnitte auf, von denen ein unterer Abschnitt als eine mit einer Innenkante 38a versehene Druckstrebe 38b und oberer Abschnitt als eine Zugstrebe 38c ausgebildet ist. Die Druckstrebe 38b ist mit ihrer Innenkante 38a an ein zugehöriges Stegblech 35 angebunden und durch Schweißen mit diesem verbunden. Von der Innenkante 38a und damit vom Hohlprofil 32 aus erstreckt sich die Druckstrebe 38b schräg nach oben und außen bis zu einem Übergangsbereich 38d, der mit dem Steg 39 verschweißt ist. An diesen Übergangsbereich 38d ist die Zugstrebe 38c angeformt, die sich von dort aus im wesentlichen in y-Richtung und zum Hohlprofil 2 hin erstreckt und mit der Druckstrebe 38b einen spitzen Winkel einschließt. Die Teile 38a bis 38d sind, wie Fig. 6 zeigt, vorzugsweise an einem planparallelen, einstückig hergestellten Blechbauteil vorgesehen. Außerdem zeigt ein Vergleich der Fig. 7 und 8, daß diejenigen Druckstreben 38b, die an einem über etwa eine Hälfte der Höhe des Hohlprofils 2 erstreckten Schott 6 abgestützt sind, an einer entsprechend kurzen Innenkante 38a enden (Fig. 7), wohingegen diejenigen Druckstreben 38b, die an ein im wesentlichen über die ganze Höhe des Hohlprofils 32 erstrecktes Schott 37 angrenzen, mit einer in z-Richtung erstreckten Verlängerung 38e versehen sind und daher eine entsprechend verlängerte Innenkante 38a aufweisen (Fig. 8), die bis nahe an den Untergurt 4 heranreicht.
Die Deckbleche 42 sind, wie insbesondere Fig. 9 in einer Einzeldarstellung des in Fig. 6 linken Deckblechs erkennen läßt, nach einem besonders bevorzugten und bisher für am besten gehaltenen Ausführungsbeispiel der Erfindung im Bereich ihrer beiden Endabschnitte 42c mit je einer zum Hohlprofil 32 hin offenen Aussparung 42d versehen, in die jeweils ein an das Deckblech 42 angeformtes, im wesentlichen in y- Richtung erstrecktes Zugband 42e ragt.
Aufgrund der beschriebenen Unterschiede zum Stand der Technik führt eine im übrigen weitgehend zu Fig. 1 bis 5 analoge Konstruktion zu den folgenden, durch Schweißnähte geschaffenen und aus Fig. 6 bis 11 ersichtlichen Anbindungen der Kragarme 38 und Deckbleche 42 untereinander und an den Obergurten 3 und den Stegblechen 35:
1. Die Außenseiten der Stegbleche 35 sind nur mit den Innenkanten 38a der Druckstreben 38b der Kragarme 38 verbunden.
2. Die den Endabschnitten 42c der Deckbleche 42 zugeordneten Kragarme 38 (Fig. 6 und 7) sind mit ihren Zugstreben 38c an den Unterseiten der
Zugbänder 42e der Deckbleche 42 befestigt.
3. Die den Mittelstegen 42b der Deckbleche 42 zugeordneten Kragarme 38 (Fig. 6 und 8) sind mit ihren Zugstreben 38c an den Unterseiten dieser Mittelstege 42b befestigt.
4. Dem Hohlprofil 32 zugewandte Ende der Mittelstege 42b und der Zugbänder 42d der Deckbleche 42 sind längs kurzer Schweißnähte 45 und 46 mit dem Obergurt 33 des Hohlprofils 32 verbunden. Zu diesem Zweck ist der Obergurt 33 vorzugsweise mit seitlich angeformten Ansätzen 33a und 33b versehen, die in x-
Richtung Abstände voneinander aufweisen, die den Abständen der Mittelstege 42b und der Zugbänder 42e voneinander entsprechen. Außerdem stehen diese Ansätze 33a, 33b etwas in Richtung der Deckbleche 42 vor, da die Enden der Mittelstege 42b und der Zugbänder 42e etwas vor einer seitlichen inneren Längskante 42f (Fig. 9) der Deck- bleche 42 enden. 5. Die Zugstreben 38c der Kragarme 38 sind mit ihren dem Hohlprofil 32 zugewandten Enden mit dem Obergurt 33 verschweißt. Zu diesem Zweck sind einerseits dessen Ansätze 33a und 33b an ihren Unterseiten und andererseits die dem Hohlprofil 32 zugewandten Enden der Zugstreben 38c an ihren Oberseiten in der aus Fig. 7 und 8 ersichtlichen Weise abgeschrägt bzw. mit schräg verlaufenden Anlageflächen versehen, die beim Zusammenbau des Biegeträgers 31 zur gegenseitigen Anlage kommen und entsprechend schräg angeordnete Grenzflächen 47 bilden. Die Verschweißung erfolgt vorzugsweise an beiden Seiten der Ansätze 33a und 33b, wie in Fig. 10 in einem Schnitt dargestellt ist, der nur die Zugstrebe 38c und einen zugehörigen Ansatz 33a des Obergurts im Bereich der Grenzfläche 47 in starker Vergrößerung zeigt. Mit dem Bezugszeichen 48 sind hier die beidseits des Ansatzes 33a angebrachten Schweißnähte angedeutet.
Dagegen zeigt Fig. 11 einen schematischen, vergrößerten Schnitt im Bereich der Verbindung eines Zugbandes 42e des Deckblechs 42 und einer Zugstrebe 38c eines zugeordneten Kragarms 38, wobei entsprechend Fig. 9 beidseitig des Zugbandes 42e die zugehörigen Teile der im Deckblech 42 angebrachten Aussparung 42d zu sehen sind. In y-Richtung verlaufende Schweißnähte 49 sind ebenfalls angedeutet.
6. Schließlich sind die Kragarme 38 mit ihren Übergangsbereichen
38d bzw. den außen liegenden Verlängerungen der Zugstreben 38c mit den hinter den Aussparungen 42d und Mittelstegen 42b liegenden Teilen der Deckbleche 42 verschweißt, wie sich insbesondere aus Fig. 6 bis 8 ergibt.
Die beschriebene Konstruktion des Biegeträgers 32 bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Zunächst werden aufgrund der beschriebenen Form der Kragarme 38 alle auf den Fahrweg wirkenden, aus dem Fahrbetrieb und der Zwangsverformung resultierenden Kräfte (z.B. Pfeil F in Fig. 7) auf die Zug- und Druckstreben 38b, 38c verteilt, wie durch Pfeile 50 in Fig. 7 und 8 angedeutet ist. Dadurch werden den Schweißnähten 24 (Fig. 3) entsprechende, die Druckstreben 38b mit den Stegblechen 35 verbindende Schweißnähte 51 (Fig. 6) im Bereich der Kreuzstöße erheblich entlastet. Vorteilhaft ist femer, daß es möglich ist, die tragenden Schweißnähte, zu denen vor allem die Schweißnähte 48 und 51 gehören, mit einem in z-Richtung vergleichsweise großen Abstand voneinander anzuordnen. Insbesondere werden die Abstände zwischen den dem Obergurt 33 zugewandten Enden der Zugstreben 38c und den in z-Richtung oberen Enden der Innenkanten 38a der Druckstreben 38b entsprechend Fig. 7 und 8 vorzugsweise so groß gewählt, daß die Schweißnähte 48, 51 nicht nur von allen erforderlichen Seiten einsehbar sind, sondern auch mit üblichen Prüf- oder Instandhaltungsgeräten leicht erreicht werden können. Dadurch wird z.B. das Ausbessern von Rissen oder das Nachweißen von Schweißnähten erleichtert. Weiterhin werden unerwünscht große Kerbspannungen vermieden, was die Ermüdungsfestigkeit und die berechenbare Lebensdauer der Weichenanordnung insgesamt günstig beeinflußt. Ferner können die Grenzflächen 47 mit speziellen Krümmungen versehen werden, die das Auftreten ungünstiger Kerbspannungen in diesen Bereichen weitgehend vermeiden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht schließlich darin, daß eine Verbiegung des Biegeträgers 31 zu einer elastischen Zwangsverformung der Zugbänder 42e der Deckbleche 42 führt, was die Flexibilität des Biegevorgangs begünstigt und Verwerfungen der Deckbleche 42 sicher vermeidet. Unabhängig davon sind die verschiedenen Fahrbahnteile auch weiterhin einfach herstellbar.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, das auf vielfache Weise abgewandelt werden könnte. Das gilt insbesondere für die aus Fig. 6 und 9 ersichtliche Form und Größe der Schlitze 42a und Aussparungen 42d in den Deckblechen 42 und die Verbindungen der Deckbleche 42 und Kragarme 38 mit den Ausrüstungsteilen 41 und 44. Ferner kann die spezielle Form der Deckbleche 42 sowie der Kragarme 38 und deren Druck- und Zustreben 38b, 38c von den Bedürfnissen des Einzelfalls abhängig gemacht werden. Schließlich versteht sich, daß die verschiedenen Merkmale auch in anderen als den beschriebenen und dargestellten Kombinationen angewendet werden können.

Claims

Ansprüche
1. Biegeträger aus Stahl für eine Weichenanordnung bei Magnetschwebebahnen, enthaltend wenigstens ein in einer Längsrichtung (x) erstrecktes und in einer Querrichtung (y) biegbares, kastenförmiges Hohlprofil (32), das seitliche Stegbleche (35) und einen mit diesen verbundenen Obergurt (33) aufweist, eine Mehrzahl von in Längsrichtung (x) beabstandeten, in der Querrichtung (y) erstreckten und mit Außenseiten der Stegbleche (35) verbundenen Kragarmen (38) und eine Mehrzahl von in der Längsrichtung (x) hintereinander angeordneten, durch schmale Spalte (22) voneinander getrennten und auf den Kragarmen (38) abgestützten Deckblechen (42), die je einen mit dem Obergurt (33) und einem zugeordneten Kragarm (38) verbundenen Mittelsteg (42b) und zwei mit je einem anderen zugeordneten Kragarm (38) verbundene Endabschnitte (42c) aufweisen, wobei die Verbindungen zwischen den Stegblechen (35), Kragarmen (38) und Deckblechen (42) aus Schweißverbindungen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kragarme (38) je eine mit dem Hohlprofil (32) verbundene und von diesem aus schräg nach oben und außen ragende Druckstrebe (38b) und eine an ein äußeres Ende der Druckstrebe (38b) angeformte, zum Hohlprofil (32) hin ragende Zugstrebe (38c) aufweisen, mittels derer sie mit dem Mittelsteg (42b) bzw. den Endabschnitten (42c) der zugeordneten Deckbleche (42) und mit dem Obergurt (33) verbunden sind.
2. Biegeträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (42c) der Deckbleche (42) mit zum Hohlprofil (32) hin offenen Aussparungen (42d) und in diese ragenden, flexiblen Zugbändern (42e) versehen sind, mittels derer sie mit den Zugstreben (38c) der zugeordneten Kragarme (38) verbunden sind, und daß die Zugbänder (42e) mit dem Obergurt (33) verbundene Enden aufweisen.
3. Biegeträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Obergurt (33) mit seitlich angeformten, in der Längsrichtung (x) beabstandeten Ansätzen (33a, 33b) versehen und mittels dieser mit den Mittelstegen (42b) und Zugbändern (42e) verbunden ist.
4. Biegeträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansätze (33a, 33b) und diesen zugewandte Enden der Zugstreben (38c) längs abgeschrägter Anlageflächen miteinander verbunden sind.
5. Biegeträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen an den Stegblechen (35) befestigten Innenkanten (38a) der Druckstreben (38b) und mit dem Obergurt (33) verbundenen Enden der Zugstreben (38c) jeweils den Zugang zu den Schweißverbindungen ermöglichende Abstände vorgesehen sind.
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