WO2001021894A1 - Gleisweiche - Google Patents

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WO2001021894A1
WO2001021894A1 PCT/CH2000/000502 CH0000502W WO0121894A1 WO 2001021894 A1 WO2001021894 A1 WO 2001021894A1 CH 0000502 W CH0000502 W CH 0000502W WO 0121894 A1 WO0121894 A1 WO 0121894A1
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WO
WIPO (PCT)
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track
switch
sections
section
track section
Prior art date
Application number
PCT/CH2000/000502
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Pfenniger
Hansjörg Suter
Original Assignee
Vt Verkehrs- Und Industrietechnik Ag
Rigi Bahnen
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Filing date
Publication date
Application filed by Vt Verkehrs- Und Industrietechnik Ag, Rigi Bahnen filed Critical Vt Verkehrs- Und Industrietechnik Ag
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Priority to AU69770/00A priority patent/AU6977000A/en
Priority to EP00958083A priority patent/EP1214473B1/de
Priority to DE50010771T priority patent/DE50010771D1/de
Publication of WO2001021894A1 publication Critical patent/WO2001021894A1/de

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

Definitions

  • the present invention relates to a track switch according to the preamble of the independent claims.
  • Today's railroad switches are based on the principle of the tongue switch. These consist of a Y-shaped track section with a switch heart and two thin, tongue-shaped track sections. The change of direction is initiated by means of the tongue-shaped track sections in that these are brought into abutment against one or the other track section by means of an external mechanism. These constructions are expensive to manufacture and represent a disruption on the track. Furthermore, they are susceptible to contamination and are dependent on the weather. Due to the unavoidable switch heart, they are unsuitable for cogwheel railways because of a conflict with the rack. Individual special solutions for cogwheel and mountain railways are therefore based on different principles. These are very complex since existing racks and additional elements must also be switched. Pitch errors in the rack that arise due to thermal expansion and many moving parts are difficult to control. Danger of pollution and dependence on the weather, especially ice and snow, are two other weak points.
  • WO98 / 05820 shows a crossover connection for track-guided tracks Vehicles (magnetic levitation trains and the like). This transfer connection serves to change the lane and is therefore not a switch that is suitable for conventional railways. With this construction, the routes are only individually encompassed by a vehicle and therefore, in comparison to conventional railways, do not have to meet any requirements regarding the parallelism of several tracks.
  • a switch for a monorail vehicle is known from GB 899,627. This solution is not suitable for conventional, multi-track, rail-bound funding.
  • a switch for magnetic levitation trains is known from DE 40 38 339. This arrangement uses converter-fed motors that can be controlled and positioned with high precision. This solution is not suitable for conventional, multi-track, rail-bound funding.
  • a switch for magnetic levitation trains is known from DE 40 16 821. In this arrangement, regardless of the actual length of the transition, sections of the carrier are elastically bent over approximately the same adjustment paths. This solution is not suitable for conventional, multi-track, rail-bound funding.
  • the invention disclosed here relates to a switch for railways and other rail-bound transport and funding, in which two or more per lane more tracks, rails, racks and similar, parallel elements, are simultaneously moved by the same distance, so that in their end positions they are at a predetermined distance from each other over their entire length and correspond to subsequent track sections.
  • the invention is suitable, for example, for track switches on cogwheels and mountain railways in which a further element, for example a toothed rack, is arranged parallel to the tracks (track strings) between the two tracks.
  • the invention has only an insignificant effect on the free bending length of the track sections to be moved and also guarantees that the track strands can have a continuous, predetermined curvature.
  • the switch disclosed here for railways and other rail-bound transport and conveying means has a first track section, which is alternatively connected to at least two further track sections via a track section pivotable by elastic material deformation.
  • the pivotable track section advantageously consists of a plurality of parallel, elastically bendable elements, for example tracks and toothed racks, which are connected to one another by means of spacing means which are operatively connected to them and distributed over their length, preferably at discrete points.
  • the plurality of elastically bendable elements correspond in the end positions to the track sections and are at a defined distance from one another at the required points or sections. Discrepancies are largely avoided.
  • the distance between the moving tracks sections guaranteed by spacers that are regularly or irregularly arranged and functionally connected to the tracks.
  • the distance means are connected to the track sections in such a way that they do not locally lead to a relevant, disadvantageous partial stiffening of a track section. This ensures that optimal requirements with regard to continuous curvature and a constant distance are guaranteed.
  • the operative distance means are advantageously arranged below or between the tracks. When positioned below the tracks, they can be integrated into sleeper bodies. The distance means are operatively connected to the tracks so that the required distance between the tracks is always or only maintained in the end positions.
  • the sleeper bodies can be arranged in such a way that self-locking occurs when the switch is loaded, so that unwanted displacement is specifically avoided.
  • An embodiment in which the distance between the tracks is always maintained is based on sleeper-like spacing means which are designed in such a way that their extent, which determines the spatial distance between the tracks, does not change in any position of the pivoting movement of the tracks.
  • This is achieved, for example, by spacing means arranged at a right angle to the track strands, which are operatively connected to the track strands in such a way that they do not change their relative position, in particular the angles.
  • a corresponding operative connection between a track section and the spacing means can be achieved, for example, in that certain spacing devices have grooves at certain points which are arranged essentially parallel to the track sections. Pins engage in these grooves, which in turn are connected to the track track.
  • the spacing means and the operative connection between these and the track sections are in particular designed in such a way that they do not lead to any disadvantageous partial stiffening of the track section to be pivoted, the free section Do not significantly influence the bending length and do not lead to polygon formation. Coordination of the movements between the distance means and the tracks is guaranteed by appropriate means.
  • Another advantageous embodiment consists in articulately connecting spacer means in the form of sleeper bodies to the track sections via hinge connections.
  • the distance between the tracks and the other parallel elements is specifically changed during pivoting.
  • the arrangement of the sleeper bodies according to the invention ensures that the distance between the track tracks and the other parallel elements is exactly maintained in at least two end positions. This can be achieved, for example, by arranging each sleeper body at a defined angle to the track strands and the other existing parallel elements. This angle is dependent on the predetermined shape of the deflection of the track sections and the distance of the sleeper bodies from the non-moving part of the track. The angle is chosen so that it is identical but complementary in the undeflected state and in the deflected state.
  • a corresponding arrangement guarantees that, due to complementary angles, the distance between the tracks and the other parallel elements in the end positions corresponds to the required specifications.
  • the articulated connections are highly resilient, inexpensive to manufacture and have low friction. They are particularly easy to maintain and reliable.
  • the entire bending length is available for the swiveling track section if required. In contrast to other arrangements, this is not restricted by additional elements which hinder the free bending length.
  • the risk of polygon formation due to varying stiffness of the cross sections is deliberately avoided, which is particularly advantageous for fast-moving transport systems.
  • the sleeper bodies are advantageously supported on the substructure of the switch or other delimiting elements, such that the track strands and the other elements running in parallel with high loads are subjected to frictional or positive locking are secured against lateral displacement.
  • the support provides in particular that the switch can be switched in the unloaded state without great effort, but in the loaded state (for example by means of a funding) prevents an unwanted shift.
  • Turnouts according to the invention are distinguished by their insensitivity to weather influences. Coupling with the switch base also ensures that thermal expansions are equalized.
  • the switches according to the invention are particularly unaffected by dirt.
  • the course of the curvature, or the track course of the track sections to be moved, is ensured in the straight and in the deflected position if necessary by mechanical stops or similar active elements. Basically, it is possible to implement any curve shape. If necessary, additional elements (locking mechanisms) secure the track strings in the end positions.
  • the fixed points of the switch are chosen so that a thermal longitudinal expansion does not influence or compensate for the transitions between the fixed and the moving track sections.
  • a corresponding structure of the switch substructure ensures that thermal changes, especially in the case of cogwheels or mountain railways, do not affect operational safety and the division of the racks.
  • the transitions between the individual track sections are designed so that no unintentional contact occurs during pivoting.
  • Conventional servo systems for example in the form of mechanical, electrical, hydraulic servo motors and lever systems, etc., are preferably used for the deflection of the track sections to be moved. These are operatively connected to the tracks via lever systems.
  • FIG. 1 shows a detailed representation from FIG. 1
  • FIG. 3 shows the switch according to FIG. 1 in a first position
  • FIG. 4 shows a switch according to FIG. 1 in a second position
  • FIG. 6 shows the embodiment of FIG. 5 in a further illustration.
  • Figure 1 shows schematically a preferred embodiment of a switch 1 for a gear train in a perspective view.
  • the switch 1 includes a first track section 2 which can be connected to two further track sections 3 and 4 via a laterally deflectable, movable track section 10.
  • the movable track section 10 has two end positions. In the first end position shown here, track section 10 connects track sections 2 and 3. In the second end position (see FIG. 3), track section 10 connects track sections 2 and 4.
  • Track sections 2, 3, 4 and 10 each have two here parallel tracks 30.1, 30.2, 35.1, 35.2, 40.1, 40.2, 45.1, 45.2 and one central rack 31, 36, 41, 46 each.
  • the tracks 30.1, 30.2, 35.1, 35.2, 40.1, 40.2 and the toothed rack 31, 36, 41 are rigidly connected to one another in the track sections 2, 3 and 4 via sleeper bodies 13.
  • a substructure 20 represents a fixed connection between the track sections 2, 3 and 4.
  • the movable track section 10 is mounted on the substructure 20 so that it can be pivoted laterally.
  • the tracks 45.1 and 45.2, as well as the central rack 46 are operatively connected to sleeper bodies 15 (see FIG. 2) via joints 14.
  • the sleeper bodies 15 rest here on the substructure 20 and can be moved laterally in the unloaded state. When the switch is loaded, for example by a railway carriage, the sleeper bodies 15 are pressed against the substructure 20, as a result of which the track section 10 is stabilized.
  • the tracks 45.1 and 45.2, as well as the toothed rack 46 of the movable track section 10 are here firmly connected to the substructure 20 via a clamping point 16 (fixed point). Due to the articulated connection between the track sections 45.1 and 45.2, as well as the rack 46 and the sleeper bodies 15, the track section 10 can be pivoted laterally, parallel to the surface of the substructure 20, so that in a first end position it connects the track section 2 with the track section 3 and in one second end position connects the track section 2 to the track section 4. These end positions are secured by stops 21 and 22 connected to the substructure 20. The course of the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46 is defined by the positioning of the stops 20 and 21.
  • the sleeper bodies 15 coordinate and determine the parallel distance between the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46. They have a variable angle f (see FIGS. 3 and 4) compared to the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46. The arrangement is chosen so that this angle f is the same in the predetermined end positions (cf. FIG. 2). This guarantees that the distance between the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46 corresponds to the specifications in the end positions.
  • FIG. 2 shows a detailed view from FIG. 1.
  • the viewer looks in the direction of an arrow A.
  • the two tracks 45.1, 45.2 and the toothed rack 46 can be seen, which are operatively connected to one another via the joints 14 and a sleeper body 15.
  • the axis of the joints 14 here runs parallel to the z-axis.
  • the lateral end positions of the tracks 45.1, 45.2 and the toothed rack 46 are ensured here via end stops 21 and 22 acting on a sleeper body 15.
  • the track strings (tracks 45.1 and 45.2, as well as rack 46) are firmly connected to the substructure 20 via a clamping point 16 (fixed point).
  • the substructure and the track lines are designed in such a way that thermal changes in length are compensated for.
  • FIG 3 shows the switch 1 according to Figure 1 in a plan view.
  • the stationary track sections 2, 3 and 4 and the laterally pivotable track section 10 can be seen. This is in a first end position, so that it connects the two track sections 2 and 4 in a straight line.
  • the threshold bodies 15 are in this position with the stops 21 in the stop. It can be seen that each of the sleeper bodies 15 connected in an articulated manner to the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46 have a different angle fl to flO with respect to the tracks 45.1 and 45.2 and the rack 46.
  • the angles fl to flO are dependent on the course of the predetermined deflection of the pivotable track section 10.
  • Figure 4 shows the switch according to Figure 1 with deflected track section 10.
  • the track section 10 connects the track sections 2 and 3 in this position.
  • the course of the curved track section 10 is defined here by the stops 22, so that the predetermined course of curvature is met. Because of the arrangement according to the invention of the sleeper bodies 15 and their articulated connection to the rails 45.1 and 45.2, and also the rack 46, a free bending length L of the rails 45.1, 45.2 and the rack 46 is only influenced to an insignificant extent. As a result, the actuating forces P1, P2 acting here at two points are particularly low.
  • the course and the radius of the curvature is defined here by a corresponding arrangement of the stops 22 constant or variable.
  • the track strands 45.1, 45.2 and the toothed rack 46 of the movable track section 10 are firmly connected to the substructure 20 of the switch 1 at a clamping point 16.
  • the tracks 30.1, 30.2, 35.1, 35.2, 40.1, 40.2 and the toothed racks 31, 36, 41 are also firmly connected to the substructure 20 of the switch 1 at the clamping points 17, 18 and 19.
  • the substructure 20 is matched to the movable track section 10 in such a way that thermal changes in length of the track sections 45.1, 45.2, 46 are equalized by a corresponding change in length of the substructure 20. This means that an extension of the track sections 45.1 and 45.2 and the rack 46 is compensated (compensated) by a corresponding change in the length of the substructure 20.
  • a threshold body 15 can also be designed as a fixed point in one direction. For example, by rollers guided in grooves (not shown in detail), which serve as guide elements for one or more sleeper bodies 15. Equivalent solutions are conceivable. Other arrangements of the fixed points 16 to 19 and of compensation elements are of course possible.
  • FIG. 5 schematically shows a further embodiment of a switch according to the invention.
  • this embodiment has frame-shaped spacing means 26 which are perpendicular to the track strands 45.1, 45.2, 46 and which are rigidly connected to the tracks 45.1 and 45.2 at several points and each between the track strings 45.1, 45.2 and the toothed rack 46 (on each side).
  • the spacing means 27 are arranged to be longitudinally displaceable in the direction of the rack 46, so that the mobility required for pivoting results.
  • the distance means are separated from one another by columns 23.1, 23.2. These columns 23.1, 23.2 are closed or opened depending on the direction of the track section 10. In the situation shown here, in which the track section 10 is “straight”, the columns 23.1 on one side of the rack 46 are open (closed) and the columns 23.2 on the other side of the rack 46 are open.
  • the track strands 45.1, 45.2, 46 remain approximately parallel during the entire pivoting movement.
  • This embodiment is suitable for example for switches with a relatively small deflection and a switch heart.
  • the bending line is defined by the gaps between the spacers, which go to the stop depending on the end position. With larger deflections, polygons may form.
  • the movable track section 10 is fixed via a fixed point 25.
  • the actuating forces for setting the switch are introduced via a lever system 27.
  • FIG. 6 shows the arrangement according to FIG. 5 in a second position, in which the track section 10 is “deflected”. In this position, in contrast to the situation shown in FIG. 5, the columns 23.2 on the stop and the columns 23.1 “are open ".

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Weiche (1) für Eisenbahnen und andere schienengebundene Transport- und Fördermittel mit einem ersten Gleisabschnitt (2) ,welcher alternativ mit mehreren weiteren Gleisabschnitten (3, 4) über einen durch elastische Materialdeformation schwenkbaren Gleisabschnitt (10) verbunden wird, wobei der elastische Gleisabschnitt (10) aus mehreren elastisch verbiegbaren Gleissträngen (45.1, 45.2, 46), die mittels mit ihnen in Wirkverbindung stehenden Distanzmitteln (15) an diskreten Stellen untereinander verbunden sind, so dass die elastisch verbiegbaren Gleisstränge (45.1, 45.2) resp. Zahnstange (46) in den definierten Endpositionen parallel zueinander angeordnet sind.

Description

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

Claims

PATENT ANSPRUCHE
1. Weiche (1) für Eisenbahnen und andere schienengebundene Transport- und Fördermittel mit einem ersten Gleisabschnitt (2) welcher wahlweise mit einem von mindestens zwei zweiten Gleisabschnitten (3,4) über einen dritten Gleisabschnitt (10) in definierten Endpositionen verbindbar ist, wobei dieser dritte Gleisabschnitt (10) mehrere elastisch verbiegbare Gleisstränge (45.1, 45.2, 46) aufweist, welche durch zugeordnete Stellmittel (27) zur Biegung veranlasst werden, und wobei die Gleisstränge (45.1, 45.2, 46) mit über ihre Länge verteilten Distanzmitteln (15, 26) in Wirkverbindung stehen, derart, dass die Gleisstränge (45.1, 45.2, 46) in ihren Endpositionen jeweils parallel zueinander stehen.
2. Weiche (1) gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endpositionen der Gleisstränge (45.1, 45.2, 46) des dritten Gleisabschnittes (10) durch Anschläge (21, 22) definiert sind.
3. Weiche (1) gemäss einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzmittel (15) drehbar mit den Gleissträngen (45.1, 45.2, 46) des dritten Gleisabschnittes (10) verbunden sind.
4. Weiche (1) gemässe einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzmittel (15) in einer ersten Endposition gegenüber den Gleissträngen (45.1, 45.2, 46) des dritten Gleisabschnittes (10) einen ersten Winkel (fl bis flO) aufweisen und in einer zweiten Endposition einen zweiten Winkel (fl ' bis f 10') aufweist zum ersten Winkel gleich ist..
5. Weiche (1) gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzmittel (15) in Schwellenkörper integriert sind.
6. Weiche (1) gemäss Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisstränge (45.1, 45.2, 46) des dritten Gleisabschnittes (10) in mindestens einer Endposition eine örtlich verschiedene Krümmung aufweist.
7. Weiche (1) gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiche (1) kein Weichenherz aufweist.
8. Weiche (1) gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzmittel (26) in jeder Position senkrecht zu den Gleissträngen (45.1, 45.2, 46) ste- hen und gegenüber einem der Gleisstränge (45.1, 45.2, 46) in Richtung des
Gleisstranges verschiebbar sind.
9. Weiche (1) gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisstränge (45.1, 45.2, 46) über mindestens einen Fixpunkt (16, 25) mit einem Unterbau (20) wirkverbunden ist und dass der Unterbau (20) eine im Wesentlichen gleiche thermische Längenänderungen wie die Gleisstränge (45.1,
45.2, 46).
10. Verwendung (1) einer Weiche gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 9 für eine Zahnradbahn, wobei einer der Gleisstränge (46) als Zahnstange ausgebildet ist.
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