EP4069907B1

EP4069907B1 - Switch arrangement for a track-bound vehicle

Info

Publication number: EP4069907B1
Application number: EP20838458.6A
Authority: EP
Inventors: Stefan Porten; Stefan Boegl; Bert Zamzow
Original assignee: Max Boegl Stiftung and Co KG
Current assignee: Max Boegl Stiftung and Co KG
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2023-12-13
Anticipated expiration: 2040-12-18
Also published as: JP2023507631A; CN115038839A; DE102019135569A1; CA3165287A1; US20230024195A1; EP4069907C0; EP4069907A1; WO2021123215A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weichenanordnung für ein spurgebundenes Fahrzeug aufweisend wenigstens zwei miteinander gelenkig verbundene und bezüglich einer Grundfläche der Weichenanordnung beweglich gelagerte Weichensegmente, wobei wenigstens ein Weichensegment einen Antrieb aufweist. Spurgebundene und insbesondere schienengebundene Mobilität ist ohne Weichen nahezu undenkbar. Im Laufe der Zeit hat sich eine Vielzahl verschiedener Weichenkonzepte mit individuellen Vor- und Nachteilen herausgebildet. Gemeinsam ist allen, dass spurgebundene Fahrzeuge von wenigstens einem Fahrweg durch die Weiche wahlweise auf einen von wenigstens zwei weiteren Fahrwegen geleitet werden können.The present invention relates to a switch arrangement for a track-bound vehicle having at least two switch segments which are articulated to one another and are movably mounted with respect to a base area of the switch arrangement, with at least one switch segment having a drive. Track-based and especially rail-based mobility is almost unthinkable without switches. Over time, a variety of different switch concepts have emerged with individual advantages and disadvantages. What they all have in common is that track-bound vehicles can be routed from at least one route through the switch to one of at least two other routes.

Besondere Herausforderungen für Weichen ergeben sich bei Schwebefahrzeugen, da ein Fahrweg für Schwebefahrzeuge in der Regel eine besondere Form aufweist und das Schwebefahrzeug selbstverständlich auch bei Durchfahrt der Weiche in der Schwebe gehalten werden muss. Auch bei einem Ausfall der Schwebetechnik bei einer Durchfahrt der Weiche muss die Sicherheit des Fahrzeugs garantiert sein.Special challenges for switches arise in the case of suspended vehicles, since a track for suspended vehicles usually has a special shape and the suspended vehicle must of course be kept suspended even when passing through the switch. Even if the levitation technology fails when passing through the switch, the safety of the vehicle must be guaranteed.

Es hat sich gezeigt, dass es insbesondere bei Weichenanordnungen für Schwebefahrzeuge vorteilhaft ist, die Weichenanordnung aus mehreren Segmenten aufzubauen. So offenbart die DE 2 247 551 A1 beispielsweise eine Weichenanordnung mit mehreren miteinander gelenkig verbundenen und bezüglich einer Grundfläche beweglich gelagerten Weichensegmenten, wobei eine Weichenstellung der Weichenanordnung mittels an jedem Weichensegment angeordneter Antriebe beeinflusst werden kann. Ähnliche Weichenanordnungen sind auch aus US 6,279,484 B1 , FR 1 220 188 A und US 2018/0230657 A1 bekannt, wobei hier zumindest ein Segment der Weichenanordnungen mit einem Antrieb verbunden ist oder einen Antrieb aufweist.It has been shown that, particularly in switch arrangements for hover vehicles, it is advantageous to construct the switch arrangement from several segments. This is how it reveals DE 2 247 551 A1 For example, a switch arrangement with a plurality of switch segments that are articulated to one another and movably mounted with respect to a base area, whereby a switch position of the switch arrangement can be influenced by means of drives arranged on each switch segment. Similar switch arrangements are also available US 6,279,484 B1 , FR 1 220 188 A and US 2018/0230657 A1 known, in which case at least one segment of the switch arrangements is connected to a drive or has a drive.

Nachteilig ist hierbei die begrenzte Flexibilität der Weichenanordnungen, die sich beispielsweise darin manifestiert, dass die Weichenanordnungen nur in eine Richtung bewegt werden können, oder dass sich in der gekrümmten Stellung vergleichsweise große Lücken zwischen den Weichensegmenten bilden, die für die Schwebetechnik problematisch sind oder bei der Durchfahrt Stöße verursachen.The disadvantage here is the limited flexibility of the switch arrangements, which manifests itself, for example, in the fact that the switch arrangements can only be moved in one direction, or that comparatively large gaps form between the switch segments in the curved position, which are problematic for the levitation technology or in the Driving through may cause shocks.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit die Weichenanordnung nach dem Stand der Technik derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile überwunden werden.The object of the present invention is therefore to further develop the switch arrangement according to the prior art in such a way that the disadvantages mentioned are overcome.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Weichenanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.The task is solved by a switch arrangement with the features of the independent patent claim.

Für die erfindungsgemäße Weichenanordnung für ein spurgebundenes Fahrzeug mit wenigstens zwei miteinander gelenkig verbundenen und bezüglich einer Grundfläche der Weichenanordnung beweglich gelagerten Weichensegmenten, wobei wenigstens ein Weichensegment einen Antrieb aufweist, wird vorgeschlagen, dass zumindest zwei Weichensegmente durch ein Gelenk miteinander verbunden sind, das wenigstens zwei Rotationsfreiheitsgrade und/oder wenigstens einen Translationsfreiheitsgrad, welcher wahlweise mit zumindest einem zusätzlichen Rotationsfreiheitsgrad ausgebildet ist, aufweist.For the switch arrangement according to the invention for a track-bound vehicle with at least two switch segments that are articulated to one another and movably mounted with respect to a base area of the switch arrangement, with at least one switch segment having a drive, it is proposed that at least two switch segments are connected to one another by a joint which has at least two rotational degrees of freedom and/or has at least one translational degree of freedom, which is optionally designed with at least one additional rotational degree of freedom.

Die möglichen Kombinationen der Bewegungsfreiheitsgrade des Gelenks erlauben es beispielsweise die Weichenanordnung in verschiedene Richtungen zu bewegen. Wie später noch gezeigt wird, ist hierdurch beispielsweise neben einer Y-förmigen ebenfalls eine X-förmige Weiche möglich. Weiterhin können Torsionsmomente, die möglicherweise auf die Weichenanordnung wirken, mit einem Gelenk mit dem entsprechenden Freiheitsgrad zumindest teilweise vermieden werden. Auch asymmetrische Gewichtsbelastungen bei einer Durchfahrt eines Fahrzeugs können durch das Gelenk abgefangen werden.The possible combinations of the joint's degrees of freedom of movement allow, for example, the switch arrangement to be moved in different directions. As will be shown later, an X-shaped switch is also possible, for example, in addition to a Y-shaped switch. Furthermore, torsional moments can potentially affect the switch arrangement can be at least partially avoided with a joint with the appropriate degree of freedom. Asymmetrical weight loads when a vehicle passes through can also be absorbed by the joint.

Ein Translationsfreiheitsgrad erlaubt es der Weichenanordnung gestreckt oder gestaucht zu werden. Einerseits kann eine Lückenweite zwischen den Weichensegmenten in jeder Stellung eingestellt werden. Andererseits ist es damit möglich die Weichenanordnung kompakter zu gestalten, da die Weichenanordnung bei der Bewegung nicht zwangsläufig einer Kreisbahn folgen muss.A translational degree of freedom allows the switch assembly to be stretched or compressed. On the one hand, a gap width between the switch segments can be set in any position. On the other hand, it is possible to make the switch arrangement more compact, since the switch arrangement does not necessarily have to follow a circular path when moving.

Neben dem Rotationsfreiheitsgrad aus dem Stand der Technik, bei dem die Rotationsachse senkrecht zu einer Fahrwegsebene bzw. senkrecht zur Grundfläche verläuft sind weitere Rotationsfreiheitsgrade mit Rotationsachsen parallel zur Fahrwegsebene bzw. parallel zur Grundfläche denkbar.In addition to the degree of rotational freedom from the prior art, in which the axis of rotation runs perpendicular to a travel path plane or perpendicular to the base area, further degrees of rotational freedom with rotation axes parallel to the travel path plane or parallel to the base area are conceivable.

Eine Rotationsachse kann beispielswiese parallel zur Fahrwegsebene bzw. parallel zur Grundfläche und gleichzeitig im Wesentlichen parallel zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs verlaufen. Dieser Freiheitsgrad kann eine Übertragung der bereits beschriebenen Torsionsmomente zwischen den Weichensegmenten der Weichenanordnung verhindern.An axis of rotation can, for example, run parallel to the track level or parallel to the base area and at the same time essentially parallel to a direction of travel of the vehicle. This degree of freedom can prevent the torsional moments already described from being transmitted between the switch segments of the switch arrangement.

Eine weitere Rotationsachse kann beispielsweise parallel zur Fahrwegsebene bzw. parallel zur Grundfläche und gleichzeitig im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs verlaufen. Dieser Freiheitsgrad kann die bereits beschriebene asymmetrische Gewichtsbelastung bei der Durchfahrt des Fahrzeugs abfangen.A further axis of rotation can, for example, run parallel to the track level or parallel to the base area and at the same time essentially perpendicular to the direction of travel of the vehicle. This degree of freedom can absorb the asymmetrical weight load already described as the vehicle passes through.

Die Weichensegmente sind beispielsweise aus Stahl und/oder Beton. Sie können ähnlich geformt sein wie feststehende Fahrwege vor und nach der Weichenanordnung. Beispielsweise können die Weichensegmente im Wesentlichen U-förmig sein, insbesondere mit einem überhängenden Abschnitt an dessen Unterseite eine Reaktionsschiene eines Schwebesystems angeordnet sein kann. Die einzelnen Weichensegmente können alle dieselbe Länge besitzen. Es ist aber ebenfalls denkbar, dass einzelne Weichensegmente länger oder kürzer sind. Insbesondere ein Endsegment eines Weichenarms kann länger ausgebildet sein als die übrigen Segmente.The switch segments are made of steel and/or concrete, for example. They can be shaped similarly to fixed driveways before and after Switch arrangement. For example, the switch segments can be essentially U-shaped, in particular with an overhanging section on the underside of which a reaction rail of a floating system can be arranged. The individual switch segments can all have the same length. However, it is also conceivable that individual switch segments are longer or shorter. In particular, an end segment of a switch arm can be made longer than the remaining segments.

Ein einzelnes längeres Segment kann beispielsweise aus mehreren fest miteinander verbundenen Segmenten aufgebaut sein. Das Gelenk ist vorzugsweise mittig an wenigstens jeweils einer Stirnseite der Weichensegmente angeordnet.A single, longer segment can, for example, be made up of several segments that are firmly connected to one another. The joint is preferably arranged centrally on at least one end face of the switch segments.

Das Fahrzeug ist wie bereits angedeutet beispielsweise eine Magnetschwebebahn und insbesondere eine Magnetschwebebahn, die nach dem Kurzstatorprinzip arbeitet. In diesem Fall sind die aktiven Elemente des Schwebesystems und des Antriebs des Fahrzeugs beispielsweise ausschließlich im Fahrzeug angeordnet. Die Fahrbahn und insbesondere die Weichenanordnung weisen hierbei insbesondere einestromführende Schiene zur Energieübertragung in das Fahrzeug auf.As already indicated, the vehicle is, for example, a magnetic levitation train and in particular a magnetic levitation train that works according to the short stator principle. In this case, the active elements of the levitation system and the drive of the vehicle are, for example, arranged exclusively in the vehicle. The roadway and in particular the switch arrangement in particular have a current-carrying rail for transmitting energy into the vehicle.

Die Grundfläche der Weichenanordnung kann von einer oder mehreren Betonplatten gebildet sein. Darunter kann beispielsweise eine Betonschicht oder ein oder mehrere Stahlträger angeordnet sein. Falls die Weichenanordnung Bestandteil einer Hochbahn ist, ist die Grundfläche beispielsweise auf Stützen bzw. Auflagern angeordnet.The base area of the switch arrangement can be formed by one or more concrete slabs. For example, a concrete layer or one or more steel beams can be arranged underneath. If the switch arrangement is part of an elevated railway, the base area is arranged, for example, on supports or supports.

Der Antrieb ist vorzugsweise als Elektromotor mit einer entsprechenden Kraftübertragungseinrichtung ausgebildet. Insbesondere weist die Weichenanordnung genau einen Antrieb für jeden beweglichen Weichenarm auf. Der Antrieb ist hierbei insbesondere mit dem Endsegment des Weichenarms verbunden. Es ist aber ebenfalls denkbar, dass mehrere Antriebe vorliegen. Die Kraftübertragungseinrichtung kann beispielsweise eine Gewindestange sein. Der Antrieb kann drehbar gelagert sein, um eine Bewegung des angetriebenen Segments entlang einer Kurvenbahn zu ermöglichen. Im Notfall, beispielsweise bei einem Stromausfall, ist es vorteilhaft, wenn der Antrieb zusätzlich manuell verstellt werden kann.The drive is preferably designed as an electric motor with a corresponding power transmission device. In particular, the switch arrangement has exactly one drive for each movable switch arm. The drive is connected in particular to the end segment of the switch arm. However, it is also conceivable that there are several drives. The Power transmission device can be, for example, a threaded rod. The drive can be rotatably mounted to enable movement of the driven segment along a curved path. In an emergency, for example in the event of a power failure, it is advantageous if the drive can also be adjusted manually.

Die Weichenanordnung kann insbesondere einen beweglichen Weichenarm aufweisen. Auf diese Weise lässt sich eine Y-Weiche realisieren, die das Fahrzeug von einem festen Fahrweg wahlweise auf einen von zwei weiteren festen Fahrwegen leitet. Weiterhin kann die Weichenanordnung vier bewegliche Weichenarme aufweisen. Auf diese Weise lässt sich eine X-Weiche realisieren, die Fahrzeugen von zwei parallelen festen Fahrwegen mit sehr geringem Spurmittenabstand, einen beidseitigen, wechselseitigen Spurwechsel ermöglicht, ohne dabei den Spurmittenabstand im Weichenbereich aufweiten zu müssen. Dies ermöglicht wiederum hohe Durchfahrgeschwindigkeiten im schmalen Parallelfahrweg. Vorteilhaft ist es zudem, wenn das Gelenk als Kugelgelenk oder Kugelschubgelenk ausgebildet ist. Ein Kugelgelenk erlaubt Bewegungen um drei unabhängige Achsen. Die Vorteile der oben beschriebenen möglichen Rotationsfreiheitsgrade können mit dem Kugelgelenk gleichzeitig realisiert werden. Ein Kugelschubgelenk erlaubt zusätzlich zu den Rotationen um die drei unabhängigen Achsen noch eine translatorische Bewegung. Das Kugelschubgelenk hat also drei Rotationsfreiheitsgrade und einen Translationsfreiheitsgrad. Die Weichenanordnung kann also gestreckt oder gestaucht werden.The switch arrangement can in particular have a movable switch arm. In this way, a Y-switch can be implemented that guides the vehicle from a fixed route to one of two other fixed routes. Furthermore, the switch arrangement can have four movable switch arms. In this way, an This in turn enables high travel speeds in narrow parallel travel paths. It is also advantageous if the joint is designed as a ball joint or shear ball joint. A ball joint allows movements around three independent axes. The advantages of the possible rotational degrees of freedom described above can be realized at the same time with the ball joint. A ball and socket joint allows translational movement in addition to rotation around the three independent axes. The ball and socket joint therefore has three rotational degrees of freedom and one translational degree of freedom. The switch arrangement can therefore be stretched or compressed.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn mindestens ein Weichensegment, insbesondere ein Anfangssegment, auf einem Drehlager gelagert ist. Mit dem Anfangssegment ist das erste Segment der Weichenanordnung aus der Sicht eines einfahrenden Fahrzeugs gemeint. Für eine Verstellung der erfindungsgemäßen Weichenanordnung ist nur eine geringe Verschiebung des Anfangssegments notwendig. Die Drehung um eine Achse des Drehlagers ist hierbei ausreichend.It is also advantageous if at least one switch segment, in particular an initial segment, is mounted on a pivot bearing. The initial segment means the first segment of the switch arrangement from the perspective of an approaching vehicle. To adjust the switch arrangement according to the invention, only a slight displacement of the initial segment is necessary. The rotation around one axis of the pivot bearing is sufficient.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens ein Weichensegment, insbesondere ein Endsegment, mittels einer Gelenkstange mit dem vorhergehenden Weichensegment verbunden ist. Mit dem Endsegment ist das letzte Segment der Weichenanordnung aus der Sicht des einfahrenden Fahrzeugs oder das jeweils letzte Segment eines von mehreren Weichenarmen gemeint. In letzterem Fall sind die Endsegmente diejenigen Segmente, die einen Weichenarm mit einem anderen Weichenarm verbinden. Das Endsegment kann wie bereits beschrieben eine zu den anderen Weichensegmenten unterschiedliche Länge aufweisen. Auch können für die Lagerung und Führung des Endsegments im Vergleich zu den anderen Segmenten unterschiedliche Voraussetzungen bestehen. Insbesondere dient die Gelenkstange der Übertragung der Antriebskraft von dem Endsegment an die übrigen Weichensegmente.It is particularly advantageous if at least one switch segment, in particular an end segment, is connected to the preceding switch segment by means of a joint rod. The end segment means the last segment of the switch arrangement from the perspective of the incoming vehicle or the last segment of one of several switch arms. In the latter case, the end segments are those segments that connect one switch arm to another switch arm. As already described, the end segment can have a different length than the other switch segments. There may also be different requirements for storing and guiding the end segment compared to the other segments. In particular, the joint rod serves to transmit the driving force from the end segment to the remaining switch segments.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn wenigstens ein Federelement jeweils zwei Weichensegmente miteinander verbindet. Ein Druck bzw. Zug des Federelements kann eine definierte Führung der Weichensegmente sicherstellen. Hierzu ist das Federelement beispielsweise derart ausgebildet, dass ein permanenter Druck von einem Führungsglied auf ein Führungselement (siehe unten) ausgeübt wird.It is also advantageous if at least one spring element connects two switch segments with each other. A push or pull of the spring element can ensure defined guidance of the switch segments. For this purpose, the spring element is designed, for example, such that permanent pressure is exerted by a guide member on a guide element (see below).

Das Federelement kann beispielsweise eine Feder, einen Pneumatikzylinder oder ein Elastomerkissen umfassen. Das Federelement kann als Zugfeder- oder Druckfederelement ausgebildet sein. Insbesondere kann das Federelement seitlich an den Weichensegmenten angeordnet sein. Außerdem können jeweils zwei aufeinanderfolgende Federelemente auf gegenüberliegenden Seiten der Weichensegmente angeordnet sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass jeweils zwei Weichensegmente durch zwei Federelemente verbunden sind.The spring element can include, for example, a spring, a pneumatic cylinder or an elastomer cushion. The spring element can be designed as a tension spring or compression spring element. In particular, the spring element can be arranged laterally on the switch segments. In addition, two successive spring elements can be arranged on opposite sides of the switch segments. It is also conceivable that two switch segments are connected by two spring elements.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn jedes Weichensegment auf mindestens drei Stützpunkten gelagert ist. Drei Stützpunkte erlauben eine stabile Lagerung eines flächigen Objekts. Vorzugsweise sind wenigstens zwei der Stützpunkte an einer Unterseite des Weichensegments angeordnet. Insbesondere das Endsegment ist auf vier Stützpunkten gelagert.It is particularly advantageous if each switch segment is supported on at least three support points. Three support points allow stable storage of a flat object. Preferably, at least two of the support points are arranged on an underside of the switch segment. The end segment in particular is supported on four support points.

Besonders bevorzugt wird einer der Stützpunkte vom Gelenk zwischen den Weichensegmenten gebildet. Hierdurch kann ein zusätzlicher Stützpunkt eingespart werden und damit Material- und Arbeitsaufwand für die Weichenanordnung reduziert werden. Das Gelenk ist folglich ausgebildet neben Stellkräften der Weichenanordnung ebenfalls eine Gewichtskraft zwischen zwei Weichensegmenten zu übertragen.One of the support points is particularly preferably formed by the joint between the switch segments. In this way, an additional support point can be saved and the material and labor costs for the switch arrangement can be reduced. The joint is therefore designed to transmit a weight force between two switch segments in addition to the actuating forces of the switch arrangement.

Vorteilhaft ist es, wenn die Stützpunkte im Wesentlichen parallel zur Grundfläche verschiebbar sind. Hiermit wird insbesondere ein Stellvorgang der Weichenanordnung möglich.It is advantageous if the support points can be moved essentially parallel to the base area. This makes it possible in particular to adjust the switch arrangement.

Beispielsweise ist zwischen der Grundfläche und den Weichensegmenten wenigstens eine Gleitfläche angeordnet, auf der die Stützpunkte beweglich sind.For example, at least one sliding surface on which the support points are movable is arranged between the base surface and the switch segments.

Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn zumindest einer der Stützpunkte wenigstens einen Rotationsfreiheitsgrad aufweist. Dies ist einerseits vorteilhaft bei dem oben bereits erwähnten Drehlager insbesondere des Anfangssegments. Andererseits ist es denkbar, dass ein Führungsglied (siehe unten) in den Stützpunkt integriert ist. Bei einem Zusammenwirken des Führungsglieds mit einem kurvig verlaufenden Führungselement ist eventuell eine Rotation des Stützpunkts notwendig.There are also advantages if at least one of the base points has at least one rotational degree of freedom. On the one hand, this is advantageous for the pivot bearing already mentioned above, especially in the initial segment. On the other hand, it is conceivable that a guide member (see below) is integrated into the base. When the guide member interacts with a curved guide element, a rotation of the support point may be necessary.

Auch ist es von Vorteil, wenn zumindest einer der Stützpunkte wenigstens eine Rolle und/oder ein Gleitlager und/oder ein Fluidlager aufweist.It is also advantageous if at least one of the support points has at least one roller and/or a plain bearing and/or a fluid bearing.

Die Rolle bietet eine geringe Reibung bei der Bewegung der Weichenanordnung, muss aber gleichzeitig hohen Belastungen standhalten und entsprechend massiv ausgebildet sein. Eventuell kann die Rolle eine oder mehrere Führungsflanken ähnlich des Rads eines Schienenfahrzeugs aufweisen und dadurch das Weichensegment bei der Bewegung zusätzlich führen, falls es mit einer entsprechenden Schiene zusammenwirkt.The roller offers low friction when moving the switch arrangement, but at the same time must withstand high loads and be correspondingly solid. The roller may possibly have one or more guide flanks similar to the wheel of a rail vehicle and thereby additionally guide the switch segment during movement if it interacts with a corresponding rail.

Ein Gleitlager kann eine kostengünstigere Alternative mit schlechteren Reibungseigenschaften darstellen. Das Gleitlager kann beispielsweise aus einem Metall und insbesondere aus Bronze mit darin enthaltenem Graphit bestehen. Da bei dem Gleitlager potentiell stark erhöhter Verschleiß besteht, ist es vorzugsweise austauschbar.A plain bearing can be a cheaper alternative with poorer friction properties. The plain bearing can, for example, consist of a metal and in particular bronze with graphite contained therein. Since there is potentially greatly increased wear on the plain bearing, it is preferably replaceable.

Mit Fluidlager ist ein Lager gemeint, bei dem das Weichensegment auf einem konstant nachgelieferten Fluidfilm gleitet. Der Fluidfilm kann hierbei beispielsweise ein Luftpolster sein. Das Fluidlager besitzt die vergleichsweise besten Reibungseigenschaften ist aber technisch am aufwendigsten zu realisieren und erfordert im Betrieb konstante Energiezufuhr. Das Fluidlager hat den zusätzlichen Vorteil, dass bei abgeschalteter Energiezufuhr durch die stark erhöhte Reibung eine Arretierung der Weichenanordnung stattfindet.The term fluid bearing refers to a bearing in which the switch segment slides on a constantly supplied film of fluid. The fluid film can be an air cushion, for example. The fluid bearing has the comparatively best friction properties, but is technically the most complex to implement and requires a constant supply of energy during operation. The fluid bearing has the additional advantage that when the energy supply is switched off, the switch arrangement is locked due to the greatly increased friction.

Auch ist es äußert vorteilhaft, wenn ein Stützpunkt zumindest eine redundante Abstützung aufweist. Im Falle einer Beschädigung oder eines anderweitigen Versagens des Stützpunkts kann die redundante Abstützung ein Absacken des Weichensegments verhindern. Die redundante Abstützung kann hierbei im Wesentlichen genauso ausgebildet sein wie der Stützpunkt. Es ist allerdings zur Verminderung der Reibung vorteilhaft, wenn die redundante Abstützung etwas kürzer ausgebildet ist und somit in einem Normalbetrieb die Gleitfläche nicht berührt.It is also extremely advantageous if a base has at least one redundant support. In the event of damage or other failure of the support point, the redundant support can prevent the switch segment from sinking. The redundant support can essentially be designed in the same way as the base. However, in order to reduce friction, it is advantageous if the redundant support is designed to be somewhat shorter and therefore does not touch the sliding surface in normal operation.

Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn vorzugsweise jedem Weichensegment jeweils wenigstens eine Führeinrichtung zugeordnet ist, die wenigstens ein geführtes Führungsglied, insbesondere eine Führrolle oder ein Führbolzen, und ein führendes Führungselement, insbesondere eine Führungsschiene oder eine Nut oder eine Kulisse, umfasst. Die Führeinrichtung gewährleistet den korrekten Bewegungsablauf bei einem Stellvorgang der Weichenanordnung. Aufgrund der mehreren Bewegungsfreiheitsgrade, die durch das Gelenk ermöglicht werden, ist es vorteilhaft, wenn jedes Weichensegment individuell geführt wird. Die Führeinrichtung ist vorzugsweise zwischen der Grundfläche und dem Weichensegment angeordnet, wobei das Führungsglied mit dem Weichensegment und das Führungselement mit der Grundfläche zumindest indirekt verbunden ist.There are also advantages if at least one guide device is assigned to each switch segment, which at least a guided guide member, in particular a guide roller or a guide pin, and a leading guide element, in particular a guide rail or a groove or a link. The guide device ensures the correct sequence of movements when the switch arrangement is set. Due to the multiple degrees of freedom of movement enabled by the joint, it is advantageous if each switch segment is guided individually. The guide device is preferably arranged between the base surface and the switch segment, with the guide member being at least indirectly connected to the switch segment and the guide element being connected to the base surface.

Besonders bevorzugt ist das Führungsglied als Führrolle und das Führungselement als Führungsschiene ausgebildet, wobei die Führrolle beispielsweise seitlich an der Führungsschiene anliegt.Particularly preferably, the guide member is designed as a guide roller and the guide element as a guide rail, with the guide roller resting, for example, laterally on the guide rail.

Auf einer Oberseite des Führungselements, insbesondere der Führungsschiene, befindet sich beispielsweise die bereits erwähnte Gleitfläche auf der der Stützpunkt, insbesondere das Gleitlager, beweglich gelagert ist.On an upper side of the guide element, in particular the guide rail, there is, for example, the already mentioned sliding surface on which the support point, in particular the slide bearing, is movably mounted.

Der Stützpunkt und das Führungsglied können wie bereits angedeutet als bauliche Einheit ausgebildet sein.As already indicated, the support point and the guide member can be designed as a structural unit.

Auch ist es von Vorteil, wenn die Führeinrichtung zu wenigstens einem Führungsglied mindestens ein redundantes Führungsmittel aufweist. Wie im Falle der redundanten Abstützung kann das redundante Führungsmittel im Falle eines Versagens des Führungsglieds eine unkontrollierte Bewegung der Weichenanordnung verhindern. Das redundante Führungsmittel muss hierzu lediglich im Wesentlichen gleichförmig wie das Führungsglied ausgebildet sein, um mit dem Führungselement wechselwirken zu können. Auch in diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn das redundante Führungsmittel derart angeordnet ist, dass es das Führungselement im Normalbetrieb nicht berührt.It is also advantageous if the guide device has at least one redundant guide means for at least one guide member. As in the case of redundant support, the redundant guide means can prevent uncontrolled movement of the switch arrangement in the event of a failure of the guide member. For this purpose, the redundant guide means simply needs to be designed to be essentially the same as the guide member in order to be able to interact with the guide element. In this case too, it can be advantageous if the redundant guide means is arranged in such a way that it does not touch the guide element during normal operation.

Das redundante Führungsmittel kann ebenfalls verhindern, dass die Weichenanordnung über einen vorgesehenen Bereich hinausbewegt wird, beispielsweise bei einer Fehlfunktion. Das redundante Führungsmittel kann somit einer Endstellung der Weichenanordnung definieren.The redundant guide means can also prevent the switch assembly from being moved beyond a designated range, for example in the event of a malfunction. The redundant guide means can thus define an end position of the switch arrangement.

Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn die Führeinrichtung wenigstens eine Feder aufweist, die ausgebildet ist, das Führungsglied gegen das Führungselement zu drücken. Vor allem bei der Durchfahrt eines Fahrzeugs und der damit verbundenen Belastungen ist es vorteilhaft, wenn der Kontakt zwischen dem Führungsglied und dem Führungselement nicht unterbrochen wird. Hierzu kann einerseits die Feder beitragen aber insbesondere ebenfalls das oben beschriebene Federelement. Eine hieraus begründete gewisse Redundanz kann zur Sicherheit der Weichenanordnung beitragen.There are also advantages if the guide device has at least one spring which is designed to press the guide member against the guide element. Especially when a vehicle is passing through and the associated loads, it is advantageous if the contact between the guide member and the guide element is not interrupted. On the one hand, the spring can contribute to this, but in particular the spring element described above can also contribute. A certain level of redundancy resulting from this can contribute to the safety of the switch arrangement.

Besondere Vorteile bringt es mit sich, wenn das Führungselement gerade oder gekrümmt ist, wobei die Krümmung vorzugsweise wenigstens einen Kreisbogen beschreibt. Das Führungselement steuert hauptsächlich die Bewegung der Weichensegmente und damit der Weichenanordnung. Je nach gewünschtem Bewegungsablauf muss das Führungselement gegebenenfalls unterschiedlich geformt sein.There are particular advantages if the guide element is straight or curved, the curvature preferably describing at least one circular arc. The guide element mainly controls the movement of the switch segments and thus the switch arrangement. Depending on the desired sequence of movements, the guide element may have to be shaped differently.

Insbesondere beschreibt die Krümmung des Führungselements mehrere Kreisbögen mit unterschiedlichen Radien.In particular, the curvature of the guide element describes several circular arcs with different radii.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Führungselement parallel zur Grundfläche verläuft. Die Weichensegmente werden somit bei ihrer Bewegung ebenfalls parallel zur Grundfläche geführtFurthermore, it is advantageous if the guide element runs parallel to the base surface. The switch segments are therefore also guided parallel to the base surface during their movement

Insbesondere ist das Führungselement in Form einer Führungsschiene auf der Grundfläche angeordnet. Es ist darüber hinaus ebenfalls denkbar, dass das Führungselement in der Grundfläche verläuft.In particular, the guide element is arranged on the base surface in the form of a guide rail. It is also conceivable that the guide element runs in the base area.

Vorteilhaft ist es, wenn die Elemente der Führeinrichtung austauschbar und/oder einstellbar sind. Da bei einer Vielzahl von Stellvorgängen der Weichenanordnung zwangsläufig Verschleiß bei der Führeinrichtung auftritt, ist ein Nachstellen bzw. Austauschen von Elementen der Führeinrichtung für einen störungsarmen Betrieb der Weichenanordnung vorteilhaft. Mit Elementen der Führeinrichtung sind vor allem das Führungsglied und dessen Verschleißteile gemeint.It is advantageous if the elements of the guide device are interchangeable and/or adjustable. Since wear inevitably occurs on the guide device during a large number of adjustment processes of the switch arrangement, adjusting or replacing elements of the guide device is advantageous for trouble-free operation of the switch arrangement. Elements of the guide device primarily mean the guide member and its wearing parts.

Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn die Grundfläche von wenigstens einer Betonplatte, insbesondere einer Betonfertigteilplatte, gebildet ist. Die Weichenanordnung ist hierdurch stabil und kostengünstig. Höhenunterschiede lassen sich vermeiden und vor allem bei einer Betonfertigteilplatte lässt sich die Weichenanordnung in kurzer Zeit aufbauen. Es ist insbesondere denkbar mehrere Betonplatten unterschiedlicher Form vorzusehen. Auch ist es möglich mehrere kleine Betonplatten auf einer großen Betonplatte anzuordnen.There are also advantages if the base area is formed by at least one concrete slab, in particular a precast concrete slab. The switch arrangement is therefore stable and cost-effective. Differences in height can be avoided and, especially with a precast concrete slab, the switch arrangement can be set up in a short time. In particular, it is conceivable to provide several concrete slabs of different shapes. It is also possible to arrange several small concrete slabs on a large concrete slab.

Auch ist es von Vorteil, wenn die Grundfläche mehrere Sockel zur Aufnahme der Führungselemente aufweist. Die Sockel können dem Ausgleich von Höhenunterschieden und eventuellen Ungleichmäßigkeiten beim Gießen der Betonplatten dienen. Auch können sie dazu beitragen zwischen der Grundfläche und den Weichensegmenten einen Freiraum beispielsweise für die Unterbringung des Antriebs, des Verriegelungsmechanismus und/oder anderer Infrastruktureinrichtungen zu schaffen.It is also advantageous if the base area has several bases to accommodate the guide elements. The bases can be used to compensate for height differences and any unevenness when pouring the concrete slabs. They can also help to create free space between the base area and the switch segments, for example to accommodate the drive, the locking mechanism and/or other infrastructure facilities.

Die Sockel können beispielsweise bereits beim Gießen der Grundfläche vorgesehen sein und insbesondere nach dem Gießen abgeschliffen werden, um eine gleichmäßige Höhe zu gewährleisten. Die Sockel können Aufnahmemittel, wie insbesondere Bohrlöcher, vorzugsweise mit zusätzlichen Dübeln zur Befestigung der Führungselemente aufweisen. Ebenfalls sind Klemmen als Aufnahmemittel denkbar, insbesondere derart, wie sie auch bei der Befestigung von Schienen an Gleisschwellen verwendet werden.The bases can, for example, already be provided when the base is cast and can in particular be sanded down after casting in order to ensure a uniform height. The bases can have receiving means, such as drill holes in particular, preferably with additional dowels for fastening the guide elements. Clamps are also conceivable as receiving means, especially in the way that they are used when attaching rails to track sleepers.

Es kann ein Sockel für jedes Führungselement vorgesehen sein. Ebenfalls ist es aber denkbar, dass mehrere Führungselemente auf demselben Sockel angeordnet sind, oder mehrere Sockel für ein Führungselement vorgesehen sind. Bei letzterer Variante ist es beispielsweise möglich an Stirnseiten der Führungselemente T-förmige Sockel zur Abfuhr seitlicher Kräfte vorzusehen.A base can be provided for each guide element. However, it is also conceivable that several guide elements are arranged on the same base, or that several bases are provided for one guide element. In the latter variant, it is possible, for example, to provide T-shaped bases on the end faces of the guide elements to dissipate lateral forces.

Bei einem Aufbau der Grundfläche aus einer großen Betonplatte und darauf angeordneten mehreren kleineren Betonplatten sind die Sockel vorzugsweise auf den kleineren Betonplatten angeordnet. Insbesondere werden die Sockel bereits beim Gießen der kleineren Platten vorgesehen.If the base area is constructed from a large concrete slab and several smaller concrete slabs arranged thereon, the bases are preferably arranged on the smaller concrete slabs. In particular, the bases are already provided when the smaller panels are cast.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Weichensegmente jeweils wenigstens einen Schienenabschnitt aufweisen, wobei der Schienenabschnitt spitz zulaufend an dem Schienenabschnitt eines anschließenden Weichensegments angeordnet ist. Durch das spitze Zulaufen bilden sich bei einer Bewegung der Weichensegmente gegeneinander nur vergleichsweise kleine Lücken zwischen den Schienenabschnitten. Insbesondere bildet der Schienenabschnitt eine Absetzschiene auf der das Fahrzeug in einem Notfall, insbesondere bei einem Ausfall des Schwebesystems, zu liegen kommt. Der Schienenabschnitt kann ebenfalls eine Stromschiene oder einer Reaktionsschiene für das Schwebesystem des Fahrzeugs sein.It is also advantageous if the switch segments each have at least one rail section, the rail section being arranged in a tapering manner on the rail section of a subsequent switch segment. Due to the pointed taper, only comparatively small gaps form between the rail sections when the switch segments move against each other. In particular, the rail section forms a landing rail on which the vehicle comes to rest in an emergency, particularly in the event of a failure of the suspension system. The rail section may also be a power rail or a reaction rail for the vehicle's levitation system.

Vorteilhaft ist es, wenn der Schienenabschnitt an seinen Enden jeweils abgeschrägt, insbesondere abgerundet ist. Hierdurch lassen sich Stoßkanten zwischen den Schienenabschnitten vermeiden. Falls das Fahrzeug im Notfall auf den Schienenabschnitten gleitet, wird das Kufengleitmaterial geschont.It is advantageous if the rail section is bevelled, in particular rounded, at its ends. This makes it possible to avoid abutting edges between the rail sections. If the vehicle slides on the rail sections in an emergency, the skid sliding material is protected.

Vorteilhafterweise weist wenigstens ein Weichensegment einen Verriegelungsmechanismus auf, mit dessen Hilfe ein Weichenarm an einem festen Fahrweg oder einem weiteren Weichenarm arretiert werden kann. Der Verriegelungsmechanismus kann beispielsweise einen Bolzen aufweisen, der insbesondere mittels eines Motors ausgefahren werden kann. Vorzugsweise ist der Bolzen ausgebildet in eine Hülse eines gegenüberliegenden Weichensegments eines weiteren Weichenarms oder eines festen Fahrbahnabschnitts einzudringen. Ebenfalls kann der Bolzen und gegebenenfalls der Motor am festen Fahrbahnabschnitt angeordnet sein und das Weichensegment die Hülse aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar einen selbsthemmenden Antrieb für die Weichenanordnung vorzusehen, der ebenfalls eine arretierende Wirkung entfaltet. Für die Freigabe zum Befahren der Weichenanordnung kann die korrekte Verriegelung beispielsweise durch einen Näherungssensor, der die korrekte Position des Bolzens erfasst, festgestellt werden.Advantageously, at least one switch segment has a locking mechanism, with the help of which a switch arm can be locked on a fixed route or another switch arm. The locking mechanism can, for example, have a bolt that can be extended in particular by means of a motor. Preferably The bolt is designed to penetrate into a sleeve of an opposite switch segment of another switch arm or a solid road section. The bolt and possibly the motor can also be arranged on the fixed section of the road and the switch segment can have the sleeve. Alternatively or additionally, it is conceivable to provide a self-locking drive for the switch arrangement, which also has a locking effect. For the release to drive on the switch arrangement, the correct locking can be determined, for example, by a proximity sensor that detects the correct position of the bolt.

Vorzugsweise kann der Motor des Verriegelungsmechanismus im Notfall manuell betätigt werden beispielsweise mittels einer Kurbel und eines entsprechenden Wartungspersonals.Preferably, the motor of the locking mechanism can be operated manually in an emergency, for example by means of a crank and appropriate maintenance personnel.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:

Figur 1: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Weichenanordnung,
Figur 2: einen Schnitt durch ein Gelenk zwischen zwei Weichensegmenten,
Figur 3: eine Darstellung möglicher Rotationsfreiheitsgrade des Gelenks,
Figur 4: eine Draufsicht auf eine Grundfläche der Weichenanordnung,
Figur 5: einen Schnitt durch zwei Weichensegmente in einer Seitenansicht,
Figur 6: einen Schnitt durch zwei Weichensegmente in einer Draufsicht,
Figur 7: eine Frontansicht zweier Weichenarme einer weiteren Ausführungsform der Weichenanordnung, und
Figur 8: eine schematische Darstellung einer Ausführung der Weichenanordnung als X-Weiche.

Further advantages of the invention are described in the following exemplary embodiments. It shows:

Figure 1: a top view of a switch arrangement according to the invention,
Figure 2: a section through a joint between two switch segments,
Figure 3: a representation of possible rotational degrees of freedom of the joint,
Figure 4: a top view of a base area of the switch arrangement,
Figure 5: a section through two switch segments in a side view,
Figure 6: a section through two switch segments in a top view,
Figure 7: a front view of two switch arms of a further embodiment of the switch arrangement, and
Figure 8: a schematic representation of an embodiment of the switch arrangement as an X-switch.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden für in den verschiedenen Figuren jeweils identische und/oder zumindest vergleichbare Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. Die einzelnen Merkmale, deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise werden meist nur bei ihrer ersten Erwähnung ausführlich erläutert. Werden einzelne Merkmale nicht nochmals detailliert erläutert, so entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und Wirkweise der bereits beschriebenen gleichwirkenden oder gleichnamigen Merkmale.In the following description of the figures, the same reference numbers are used for identical and/or at least comparable features in the various figures. The individual features, their design and/or mode of operation are usually only explained in detail when they are first mentioned. If individual features are not explained again in detail, their design and/or mode of operation corresponds to the design and mode of operation of the features with the same effect or the same name that have already been described.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Weichenanordnung 1 als Y-Weiche mit einem beweglichen Weichenarm 2. Ein (nicht dargestelltes) Fahrzeug kann von einem festen Fahrweg 3 wahlweise auf einen von zwei weiteren festen Fahrwegen 3 geleitet werden. Die Weichenanordnung 1 weist mehrere Weichensegmente 4 auf, die über Gelenke 5 miteinander verbunden sind. Beispielsweise sind die Gelenke 5 mittig an Stirnseiten der Weichensegmente 4 angeordnet. Die Gelenke 5 besitzen mehrere Rotationsfreiheitsgrade (siehe Figur 3) und insbesondere einen Translationsfreiheitsgrad T (siehe Figur 2). Die Weichenanordnung 1 ist somit sehr flexibel: Lücken zwischen den Weichensegmenten 4, die vorliegend der Übersichtlichkeit halber vergrößert dargestellt sind, können klein gehalten werden und die Weichenanordnung 1 kann platzsparend gestaltet werden. Figure 1 shows a switch arrangement 1 according to the invention as a Y-switch with a movable switch arm 2. A vehicle (not shown) can be guided from a fixed route 3 to one of two further fixed routes 3. The switch arrangement 1 has several switch segments 4, which are connected to one another via joints 5. For example, the joints 5 are arranged centrally on the end faces of the switch segments 4. The joints 5 have several degrees of rotational freedom (see Figure 3 ) and in particular a translational degree of freedom T (see Figure 2 ). The switch arrangement 1 is therefore very flexible: gaps between the switch segments 4, which are shown enlarged here for the sake of clarity, can be kept small and the switch arrangement 1 can be designed to save space.

Der Translationsfreiheitsgrad T ermöglicht es den Weichenarm 2 zu strecken oder zu stauchen. Vorliegend kann der Weichenarm 2 beispielsweise bei einem Stellvorgang im Bereich zwischen den beiden anschließenden Fahrwegen 3 gestaucht sein, womit diese näher an der Weichenanordnung 1 angeordnet sein können ohne das Risiko einer Kollision.The translational degree of freedom T makes it possible to stretch or compress the switch arm 2. In the present case, the switch arm 2 can, for example, be compressed during an adjustment process in the area between the two adjoining routes 3, so that they can be arranged closer to the switch arrangement 1 without the risk of a collision.

Die Weichenanordnung 1 weist für den Stellvorgang einen Antrieb 6 auf, der mittels einer Kraftübertragungseinrichtung 7 mit einem der Weichensegmente 4 verbunden ist. Im vorliegenden Beispiel ist der Antrieb 6 mit einem Endsegment 8 der Weichenanordnung 1 verbunden. Das Endsegment 8 ist beispielsweise länger ausgebildet als die übrigen Weichensegmente 4, da hier eventuell erhöhte Anforderungen an die Stabilität bestehen. Aus denselben Gründen ist das Endsegment 8 in diesem Ausführungsbeispiel über eine Gelenkstange 9 mit dem vorhergehenden Weichensegment 4 verbunden. Auch ist das Endsegment 8 insbesondere auf vier Stützpunkten 10 (Figur 5) gelagert, wohingegen die übrigen Weichensegmente 4 auf jeweils drei Stützpunkten 10 gelagert sind.The switch arrangement 1 has a drive 6 for the setting process, which is connected to one of the switch segments 4 by means of a force transmission device 7. In the present example, the drive 6 is connected to an end segment 8 of the switch arrangement 1. The end segment 8 is, for example, longer than the remaining switch segments 4, since there may be increased requirements for stability here. For the same reasons, the end segment 8 in this exemplary embodiment is connected to the previous switch segment 4 via a joint rod 9. The end segment 8 is also in particular on four bases 10 ( Figure 5 ) stored, whereas the remaining switch segments 4 are each stored on three support points 10.

In Bezug auf die Lagerung können auch für ein Anfangssegment 11 Besonderheiten bestehen. Das Anfangssegment 11 ist beispielsweise zusätzlich zu möglichen weiteren Stützpunkten 10 auf einem Drehlager 12 gelagert. Die Weichenanordnung 1 ist damit vom festen eingangsseitigen Fahrweg 3 mechanisch entkoppelt.With regard to storage, there may also be 11 special features for an initial segment. The initial segment 11 is, for example, mounted on a pivot bearing 12 in addition to possible further support points 10. The switch arrangement 1 is therefore mechanically decoupled from the fixed route 3 on the input side.

Die Weichensegmente 4 sind weiterhin über Federelemente 13 miteinander verbunden. Andererseits können die Federelemente 13 ebenfalls einen Druck bzw. Zug auf die Weichensegmente 4 ausüben, derart, dass Führungsglieder 14 (Figur 5) an Führungselemente 15 gedrückt werden.The switch segments 4 are further connected to one another via spring elements 13. On the other hand, the spring elements 13 can also exert pressure or tension on the switch segments 4, such that guide members 14 ( Figure 5 ) are pressed against guide elements 15.

Die Weichensegmente 4 sind bezüglich einer Grundfläche 16 beweglich gelagert. In diesem Beispiel wird die Grundfläche 16 von mehreren Betonplatten 17 gebildet. Die Betonplatten 17 sind insbesondere als Betonfertigteilplatten ausgebildet und weisen beispielsweise unterschiedliche Maße auf. Auf der Grundfläche 16 bzw. auf den Betonplatten 17 sind Sockel 18 angeordnet, auf denen wiederum die Führungselemente 15 angeordnet sind. Die Sockel 18 sind vorzugsweise ebenfalls aus Beton und insbesondere Bestandteile der Betonplatten 17. Auf Oberseiten der Führungselemente 15 befinden sich beispielsweise Gleitflächen 19, auf denen die Stützpunkte 10 der Weichensegmente 4 gleiten.The switch segments 4 are mounted movably with respect to a base area 16. In this example, the base area 16 is made up of several concrete slabs 17 formed. The concrete slabs 17 are designed in particular as prefabricated concrete slabs and have, for example, different dimensions. Bases 18 are arranged on the base surface 16 or on the concrete slabs 17, on which the guide elements 15 are in turn arranged. The bases 18 are preferably also made of concrete and in particular are components of the concrete slabs 17. On the upper sides of the guide elements 15 there are, for example, sliding surfaces 19 on which the support points 10 of the switch segments 4 slide.

Die Bewegung des Weichenarms 2 bzw. der Weichenanordnung 1 wird im Wesentlichen von den Führungselementen 15 gesteuert. In diesem Beispiel sind die Führungselemente 15 gerade ausgebildet. Ebenso können die Führungselemente 15 aber gekrümmt sein. Die Führungselemente 15 sind beispielsweise als Schienen und insbesondere als Stahlschienen ausgebildet. Auf jeder Betonplatte 17 sind beispielsweise wenigstens zwei Führungselemente 15 angeordnet.The movement of the switch arm 2 or the switch arrangement 1 is essentially controlled by the guide elements 15. In this example, the guide elements 15 are straight. The guide elements 15 can also be curved. The guide elements 15 are designed, for example, as rails and in particular as steel rails. For example, at least two guide elements 15 are arranged on each concrete slab 17.

Zur Absicherung, insbesondere bei einer Durchfahrt eines Fahrzeugs, kann der Weichenarm 2 bzw. die Weichenanordnung 1 beispielsweise durch einen Verriegelungsmechanismus 20 arretiert werden. Der Weichenarm 2 und insbesondere das Endsegment 8 werden hierbei beispielsweise durch einen Bolzen fest mit einem der zwei anschließenden festen Fahrwege 3 verbunden.For security purposes, particularly when a vehicle is passing through, the switch arm 2 or the switch arrangement 1 can be locked, for example, by a locking mechanism 20. The switch arm 2 and in particular the end segment 8 are firmly connected to one of the two adjoining fixed routes 3, for example by a bolt.

Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das Gelenk 5 für die erfindungsgemäße Weichenanordnung 1. Dargestellt ist ein Schnitt durch das Gelenk 5 und Teile der verbundenen Weichensegmente 4. Das Gelenk 5 ist als Kugelschubgelenk mit drei unabhängigen Rotationsfreiheitsgraden (siehe Figur 3) und einem Translationsfreiheitsgrad T ausgebildet. Vor allem der Translationsfreiheitsgrad T des Gelenks 5 soll in dieser Darstellung verdeutlicht werden. Hierdurch wird ein Strecken und/oder Stauchen der Weichenarme 2 der Weichenanordnung 1 möglich. Figure 2 shows an exemplary embodiment of the joint 5 for the switch arrangement 1 according to the invention. Shown is a section through the joint 5 and parts of the connected switch segments 4. The joint 5 is a ball and socket joint with three independent rotational degrees of freedom (see Figure 3 ) and a translational degree of freedom T. Above all, the translational degree of freedom T of the joint 5 should be made clear in this illustration. This makes it possible to stretch and/or compress the switch arms 2 of the switch arrangement 1.

In Figur 2a ist der das Gelenk 5 enthaltende Weichenarm 2 beispielsweise gerade (vergleiche Figur 8a). Figur 2b zeigt beispielsweise die Situation eines angewinkelten Weichenarms 2, wobei der Weichenarm 2 zusätzlich gestreckt ist (vergleiche Figur 1 und Figur 8b).In Figure 2a For example, the switch arm 2 containing the joint 5 is straight (cf Figure 8a ). Figure 2b shows, for example, the situation of an angled switch arm 2, with the switch arm 2 being additionally stretched (compare Figure 1 and Figure 8b ).

Figur 3 zeigt schematisch die möglichen unabhängigen Rotationsfreiheitsgrade eines Gelenks 5 für die erfindungsgemäße Weichenanordnung 1. In den drei gezeigten Ansichten steht die Rotationsachse jeweils senkrecht auf der Zeichenebene. Figur 3a ist eine schematische Draufsicht analog zu Figur 1. Die Zeichenebene ist hierbei die oben bereits erwähnte Fahrwegsebene. Die Rotationsachse steht senkrecht zur Fahrwegsebene. Figur 3b ist eine schematische Seitenansicht analog zu Figur 5. Die Fahrwegsebene steht hier senkrecht auf der Zeichenebene. Die Rotationsachse ist in diesem Fall parallel zur Fahrwegsebene aber senkrecht zur Fahrtrichtung eines die Weichenanordnung 1 durchfahrenden Fahrzeugs. Figur 3c ist eine schematische Frontansicht analog zu Figur 7. Auch in diesem Fall steht die Fahrwegsebene senkrecht auf der Zeichenebene. Die Rotationsachse ist ebenfalls parallel zur Fahrwegsebene, allerdings im Unterschied zu dem vorherigen Fall ebenfalls parallel zur Fahrtrichtung eines die Weichenanordnung 1 durchfahrenden Fahrzeugs. Der Versatz zwischen den Weichensegmenten 4 ist in allen in dieser Figur dargestellten Fällen der Anschaulichkeit halber stark übertrieben. Bei der erfindungsgemäßen Weichenanordnung 1 weist das Gelenk 5 insbesondere wenigstens zwei dieser Rotationsfreiheitsgrade oder wenigstens einen der gezeigten Rotationsfreiheitsgrade und wenigstens den Translationsfreiheitsgrad T auf. Figure 3 shows schematically the possible independent rotational degrees of freedom of a joint 5 for the switch arrangement 1 according to the invention. In the three views shown, the axis of rotation is perpendicular to the plane of the drawing. Figure 3a is a schematic top view analogous to Figure 1 . The drawing level here is the route level already mentioned above. The axis of rotation is perpendicular to the plane of the route. Figure 3b is a schematic side view analogous to Figure 5 . The route level here is perpendicular to the drawing level. In this case, the axis of rotation is parallel to the plane of the route but perpendicular to the direction of travel of a vehicle passing through the switch arrangement 1. Figure 3c is a schematic front view analogous to Figure 7 . In this case too, the route level is perpendicular to the drawing level. The axis of rotation is also parallel to the track level, but in contrast to the previous case, it is also parallel to the direction of travel of a vehicle passing through the switch arrangement 1. The offset between the switch segments 4 is greatly exaggerated in all cases shown in this figure for the sake of clarity. In the switch arrangement 1 according to the invention, the joint 5 in particular has at least two of these rotational degrees of freedom or at least one of the rotational degrees of freedom shown and at least the translational degree of freedom T.

Figur 4 zeigt analog zu Figur 1 in einer Draufsicht den Unterbau der Weichenanordnung 1, allerdings der Übersichtlichkeit halber ohne die Weichensegmente 4. In dieser Ausführung wird die Grundfläche 16 von einer großen Betonplatte 17 und mehreren kleineren Betonplatten 17 gebildet. Die Betonplatte 17 auf der das Anfangssegment 11 sitzt weist das bereits beschriebene Drehlager 12 auf. Die Sockel 18 und Führungselemente 15 weisen je nach der für einen Stellvorgang der Weichenanordnung 1 notwendigen Bewegungsfreiheit der jeweiligen Weichensegmente 4 unterschiedliche Längen und Anordnungen auf. Insbesondere nimmt die Länge der Führungselemente 15 und eventuell der Sockel 18 vom Anfangssegment 11 in Richtung des Endsegments 8 zu. Figure 4 shows analogously to Figure 1 in a top view the substructure of the switch arrangement 1, but for the sake of clarity without the switch segments 4. In this embodiment, the base area 16 is formed by a large concrete slab 17 and several smaller concrete slabs 17. The concrete slab 17 on which the initial segment 11 sits has the pivot bearing 12 already described. The base 18 and guide elements 15 each have Depending on the freedom of movement of the respective switch segments 4, which is necessary for an adjustment process of the switch arrangement 1, they have different lengths and arrangements. In particular, the length of the guide elements 15 and possibly the base 18 increases from the initial segment 11 towards the end segment 8.

Figur 5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht zweier aufeinanderfolgender Weichensegmente 4 der Weichenanordnung 1. Die Weichensegmente 4 weisen jeweils einen Schienenabschnitt 21 auf. Die Schienenabschnitte 21 sind an ihren Enden, beispielsweise im Bereich des Gelenks 5 abgeschrägt und insbesondere abgerundet (vergleiche auch Figur 6). Die Schienenabschnitte 21 können beispielswiese Teil einer Absetzschiene sein, auf der das Fahrzeug im Notfall zu liegen kommt. Die Weichensegmente 4 sind jeweils auf Stützpunkten 10 gelagert, wobei beispielsweise jeweils zwei der Stützpunkte 10 unterhalb der Weichensegmente 4 angeordnet sind und ein zusätzlicher Stützpunkt 10 durch das Gelenk 5 gebildet wird. Figure 5 shows a sectioned side view of two successive switch segments 4 of the switch arrangement 1. The switch segments 4 each have a rail section 21. The rail sections 21 are beveled and in particular rounded at their ends, for example in the area of the joint 5 (see also Figure 6 ). The rail sections 21 can, for example, be part of a landing rail on which the vehicle comes to rest in an emergency. The switch segments 4 are each mounted on support points 10, with, for example, two of the support points 10 being arranged below the switch segments 4 and an additional support point 10 being formed by the joint 5.

Jedem Weichensegment 4 sind zwei Führeinrichtungen 22 zugeordnet, wobei diese teilweise vor der Zeichenebene liegen. Die Führeinrichtungen 22 umfassen jeweils das Führungsglied 14 und das Führungselement 15. Vorliegend weisen die unterhalb der Weichensegmente 4 angeordneten Stützpunkte 10 Gleitlager 23 auf, die auf einer Oberseite der Führungselemente 15 gleitend gelagert sind. Die Führungselemente 15, die beispielsweise als Führungsschienen ausgebildet sind, sind wie zuvor auf Sockeln 18 angeordnet. Die Grundfläche 16 wird von zwei Betonplatten 17 gebildet.Each switch segment 4 is assigned two guide devices 22, some of which lie in front of the drawing plane. The guide devices 22 each include the guide member 14 and the guide element 15. In the present case, the support points 10 arranged below the switch segments 4 have sliding bearings 23 which are slidably mounted on an upper side of the guide elements 15. The guide elements 15, which are designed, for example, as guide rails, are arranged on bases 18 as before. The base area 16 is formed by two concrete slabs 17.

Seitlich an den Führungselementen 15 liegen die Führungsglieder 14 an, die in diesem Beispiel als Führrollen ausgebildet sind. Die Führungsglieder 14 sind mit dem jeweiligen Weichensegment 4 verbunden. Beispielsweise durch eine Feder 24, die die Führungsglieder 14 an die Führungselemente 15 drückt, wird ein ununterbrochener Kontakt zwischen den Führungsgliedern 14 und den Führungselementen 15 sichergestellt. Beispielsweise können die Führungsglieder 14 zweier aufeinander folgender Weichensegmente 4 auf unterschiedlichen Seiten der Führungselemente 15 angeordnet sein. Dabei können die Führungsglieder 14 entweder einander zugewandt oder voneinander abgewandt (wie vorliegend dargestellt) sein.The guide members 14 rest on the side of the guide elements 15, which in this example are designed as guide rollers. The guide members 14 are connected to the respective switch segment 4. For example, by a spring 24 which presses the guide members 14 against the guide elements 15, uninterrupted contact between the guide members 14 and the guide elements 15 is ensured. For example, they can Guide members 14 of two successive switch segments 4 can be arranged on different sides of the guide elements 15. The guide members 14 can either face one another or face away from one another (as shown here).

Figur 6 zeigt eine geschnittene Draufsicht beispielsweise auf die Weichensegmente 4 aus Figur 5. Wie zuvor weisen die Weichensegmente 4 Schienenabschnitte 21 auf. Insbesondere weist jedes Weichensegment 4 zwei Schienenabschnitte 21 auf. Jeweils einer der Schienenabschnitte 21 eines der Weichensegmente 4 ist spitz zulaufend an einem der Schienenabschnitte 21 des anschließenden Weichensegments 4 angeordnet. Hierdurch werden die Lücken zwischen den aufeinanderfolgenden Schienenabschnitten 21 auch bei einem gekrümmten Weichenarm 2 der Weichenanordnung 1 geringgehalten. Figure 6 shows a sectioned top view, for example, of the switch segments 4 Figure 5 . As before, the switch segments have 4 rail sections 21. In particular, each switch segment 4 has two rail sections 21. Each one of the rail sections 21 of one of the switch segments 4 is arranged in a tapering manner on one of the rail sections 21 of the subsequent switch segment 4. As a result, the gaps between the successive rail sections 21 are kept small, even with a curved switch arm 2 of the switch arrangement 1.

Figur 7 zeigt eine Frontansicht einer Weichenanordnung 1, die mehrere bewegliche Weichenarme 2 umfasst (vergleiche Figur 8). In dieser Darstellung sind die im Wesentlichen U-förmigen Weichensegmente 4 mit überstehenden Abschnitten zu erkennen. Die Grundfläche 16 wird aus einer großen Betonplatte 17 und wenigstens einer kleineren Betonplatte 17 gebildet. Auf dieser sind die Sockel 18 für die Führungselemente 15 angeordnet. Beispielsweise sind zwei Führungselemente 15 auf einem gemeinsamen Sockel 18 angeordnet. Figure 7 shows a front view of a switch arrangement 1, which includes several movable switch arms 2 (compare Figure 8 ). In this illustration, the essentially U-shaped switch segments 4 with protruding sections can be seen. The base area 16 is formed from a large concrete slab 17 and at least one smaller concrete slab 17. The bases 18 for the guide elements 15 are arranged on this. For example, two guide elements 15 are arranged on a common base 18.

In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Stützpunkte 10 jeweils eine redundante Abstützung 25 auf. Diese können die Weichensegmente 4 im Falle eines Versagens der Stützpunkte 10 abfangen und somit einen schwerwiegenden Unfall vermeiden. Ebenso weisen die Führeinrichtungen 22 zu jedem Führungsglied 14 ein redundantes Führungsmittel 26 auf. Die redundanten Führungsmittel 26 können im Notfall eingreifen und unkontrollierte Bewegungen der Weichensegmente 4 verhindern.In this exemplary embodiment, the support points 10 each have a redundant support 25. These can intercept the switch segments 4 in the event of a failure of the support points 10 and thus avoid a serious accident. Likewise, the guide devices 22 have a redundant guide means 26 for each guide member 14. The redundant guide means 26 can intervene in an emergency and prevent uncontrolled movements of the switch segments 4.

Figur 8 zeigt die erfindungsgemäße Weichenanordnung 1 schematisch als X-Weiche. Fahrzeuge von zwei festen Fahrwegen 3 können wahlweise zu zwei weiteren Fahrwegen 3 geleitet werden. Hierzu weist die Weichenanordnung 1 insgesamt vier bewegliche Weichenarme 2 auf. Figur 8a zeigt die Weichenanordnung 1 in der Grundstellung. Fahrzeuge können die Weichenanordnung in dieser Stellung gerade durchfahren. Figur 8b zeigt exemplarisch eine Stellung der Weichenanordnung 1, in der ein Fahrzeug von dem linken oberen Fahrweg 3 zu dem rechten unteren Fahrweg 3 geleitet werden kann. Hierzu müssen beispielsweise alle Weichenarme 2 in eine gekrümmte Stellung gebracht werden. Die sich zugewandten Weichenarme 2 können hierbei beispielsweise durch den Translationsfreiheitsgrad T der Gelenke 5 gestreckt werden. Die abgewandten Weichenarme 2 können im Sinne eines platzsparenden Aufbaus der Weichenanordnung beispielsweise gestaucht sein. Figure 8 shows the switch arrangement 1 according to the invention schematically as an X-switch. Vehicles from two fixed routes 3 can optionally be routed to two further routes 3. For this purpose, the switch arrangement 1 has a total of four movable switch arms 2. Figure 8a shows the switch arrangement 1 in the basic position. Vehicles can drive straight through the switch arrangement in this position. Figure 8b shows an example of a position of the switch arrangement 1, in which a vehicle can be guided from the left upper route 3 to the right lower route 3. For this purpose, for example, all switch arms 2 must be brought into a curved position. The switch arms 2 facing each other can be stretched, for example, by the translational degree of freedom T of the joints 5. The switch arms 2 facing away can, for example, be compressed in the sense of a space-saving structure of the switch arrangement.

Insbesondere bei dieser Ausführungsform der Weichenanordnung 1 sind die Führungselemente 15 gekrümmt. Die Endsegmente 8 der Weichenarme 2 können Verriegelungsmechanismen 20 aufweisen, die jeweils zwei einander zugewandte Endsegmente 8 zueinander arretieren. Vorzugsweise ist jedem Weichenarm 2 ein Antrieb 6 zugeordnet.In particular in this embodiment of the switch arrangement 1, the guide elements 15 are curved. The end segments 8 of the switch arms 2 can have locking mechanisms 20, which each lock two mutually facing end segments 8 to one another. Preferably, each switch arm 2 is assigned a drive 6.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn sie in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.The present invention is not limited to the illustrated and described embodiment. Modifications within the scope of the patent claims are possible, as is a combination of the features, even if they are shown and described in different exemplary embodiments.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: WeichenanordnungSwitch arrangement
22: WeichenarmTurnout arm
33: Fahrwegroute
44: WeichensegmentSwitch segment
55: Gelenkjoint
66: Antriebdrive
77: KraftübertragungseinrichtungPower transmission device
88th: EndsegmentEnd segment
99: GelenkstangeJoint rod
1010: Stützpunktbase
1111: AnfangssegmentInitial segment
1212: DrehlagerPivot bearing
1313: FederelementSpring element
1414: Führungsgliedleadership link
1515: FührungselementLeadership element
1616: GrundflächeFloor space
1717: BetonplatteConcrete slab
1818: Sockelbase
1919: Gleitflächesliding surface
2020: VerriegelungsmechanismusLocking mechanism
2121: SchienenabschnittRail section
2222: FühreinrichtungGuide device
2323: Gleitlagerbearings
2424: FederFeather
2525: redundante Abstützungredundant support
2626: redundantes Führungsmittelredundant guidance means

TT: TranslationsfreiheitsgradTranslational degree of freedom

Claims

A switch arrangement (1) for a track-borne vehicle, having at least two articulatedly interconnected switch segments (4) mounted so as to be movable with respect to a base surface (16) of the switch arrangement (1), wherein at least one switch segment (4) has a drive (6),
characterized in that
at least two switch segments (4) are interconnected by means of an articulation (5), which has at least two degrees of rotational freedom and/or at least one degree of translational freedom (T), which is optionally formed with at least one additional degree of rotational freedom.
The switch arrangement (1) of the preceding claim, characterized in that the articulation (5) is designed as a ball-and-socket joint or an adjustable ball joint.
The switch arrangement (1) of one of the preceding claims,
characterized in that at least one switch segment (4), in particular an initial segment (11), is mounted on a pivot bearing (12).
The switch arrangement (1) of one of the preceding claims,
characterized in that at least one switch segment (4), in particular an end segment (8), is connected to the preceding switch segment (4) by means of an articulated rod (9).
The switch arrangement (1) of one of the preceding claims,
characterized in that at least one spring element (13) connects two switching segments (4) in each case.
The switch arrangement (1) of one of the preceding claims,
characterized in that each switch segment (4) is mounted on at least three support points (10).
The switch arrangement (1) of the preceding claim, characterized in that one of the support points (10) is formed by the articulation (5) between the switching segments (4).
The switch arrangement (1) of claim 6, characterized in that the support points (10) are displaceable essentially in parallel to the base surface (16).
The switch arrangement (1) of claim 6, characterized in that at least one of the support points (10) has at least one degree of rotational freedom.
The switch arrangement (1) of claim 6, characterized in that at least one of the support points (10) has at least one roller and/or one slide bearing (23) and/or one fluid bearing.
The switch arrangement (1) of claim 6, characterized in that a support point (10) has at least one redundant support (25).
The switch arrangement (1) of one of the preceding claims,
characterized in that at least one guide unit (22) is assigned to each switch segment (4) and includes at least one guided guide member (14), in particular a guide roller or a guide pin, and a guiding guide element (15), in particular a guide rail or a groove or a slotted link.
The switch arrangement (1) of the preceding claim, characterized in that the guide unit (22) has at least one redundant guide means (26) for at least one guide member (14).
The switch arrangement (1) of one of the preceding claims,
characterized in that the switch segments (4) each have at least one rail section (21), wherein the rail section (21) is arranged in a tapered manner at the rail section (21) of a subsequent switch segment (4), and wherein the rail section (21) is tapered, in particular rounded, at each of its ends.
The switch arrangement (1) of one of the preceding claims,
characterized in that at least one switch segment (4), in particular an end segment (8), has a locking mechanism (20).