WO2008061728A9

WO2008061728A9 - Trägerelement, lageranordnung und einstellanordnung für eine biegeweichenanordnung

Info

Publication number: WO2008061728A9
Application number: PCT/EP2007/010081
Authority: WO
Inventors: Juergen Feix; Roman Brylka
Original assignee: Feix Res & Dev Gmbh & Co Kg Pr; Juergen Feix; Roman Brylka
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2008-07-10
Also published as: DE102006054818A1; WO2008061728A1

Abstract

Trägerelement (4) für einen elastisch biegbaren Biegeweichenabschnitt (2b) eines in Längsrichtung des Trägerelementes (4) verlaufenden Fahrwegs (2), mit Ober- und Untergurt (5, 6), welche über einen faltwerkartig ausgebildeten Steg (7) miteinander gekoppelt sind, wobei der Steg über mehrere getrennte Verbindungsbereiche (11, 12, 13, 14) mit dem Ober- und/oder dem Untergurt (5, 6) verbunden ist. Eine Lageranordnung (20) führt einen Fahrwegabschnitt (2b) in einer Verstellebene (7), wobei die Lageranordnung (20) zu einem Trägerelement (4) in der Verstellebene drehbar und quer zur Verstellrichtung verschiebbar angeordnet ist. Eine Einstellanordnung zum Einstellen und/oder Fixieren eines Fahrwegabschnitts (2b) in einer Verstellposition ist mit einem am Trägerelement angreifenden Stellelement (27) ausgebildet, über das ein in der Verstellebene wirkendes Moment aufbringbar ist.

Description

Trägerelement, Lageranordnung und Einstellanordnung für eine

Biegeweichenanordnung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trägerelement für einen elastisch biegbaren Biegeweichenabschnitt zur Aufnahme eines in Längsrichtung des Trägerelements verlaufenden Fahrwegs. Das Trägerelement weist einen Ober- und Untergurt auf, die über einen faltwerkartig ausgebildeten Steg miteinander gekoppelt sind.

Eine Stahlträgerkonstruktion, bei der der Obergurt über einen einzigen faltwerkartig ausgebildeten Steg mit dem Untergurt verbunden ist, ist aus der FR 1.353.612 bekannt. Die Faltun- gen verlaufen quer zur Trägerlängsrichtung. Der gefaltete Steg ist dabei durchgehend jeweils an seinem oberen und unteren Rand mit dem Ober- bzw. Untergurt verschweißt. Es werden unterschiedliche Gestaltungen des faltwerkartigen Stegs vorgeschlagen, nämlich: eine gewellte Ausführung, eine zick- zack-förmig gekantete Ausführung sowie rechtwinklig und trapezförmig gestaltete Ausführungen.

Im Brückenbau werden Träger in Hybrid-Bauweise eingesetzt, bei denen Ober- und Untergurte aus Stahl bzw. Spannbeton über trapezförmig gefaltete Stahlstege miteinander verbunden sind, so daß diese Bauteile einen kastenförmigen Gesamtträgerquerschnitt bilden. Auch hier verlaufen die Faltungen quer zur Trägerlängsachse und etwa in Richtung der zu erwartenden Hauptbelastungen (in der Regel vertikal) . Die Kopplung mit den Betonbauteilen erfolgt über sogenannte Gurtplatten, die stegseitig mit den Stegkanten verschweißt sind und gurtseitig - gegebenenfalls über Zusatzelemente - in der Betonmatrix verankert sind (vgl. Andre Müller: "Hybrid-Bauweise mit gefalteten Stahlstegen" in Innovationen im Bauwesen - Neuent- Wicklungen im Brückenbau, Tagungsband 5. Leipziger Fachtagung "Innovationen im Bauwesen: Neue Entwicklungen im Brükkenbau" , Leipzig Nov. 2004) .

Für moderne, spurgebundene Verkehrs- und Transportsysteme (VTS) sind zur wechselseitigen Verbindung eines Streckenabschnitts mit zwei oder mehreren weiteren Streckenabschnitten spezielle Verbindungskonstruktionen (VBK) erforderlich. Bei modernen Monorailsystemen und Magnetschwebebahnen, bei denen das Fahrzeug den Fahrweg umgreift, sind sogenannte Biegewei- chen im Einsatz, die ein festes und ein freies Ende haben. Das freie Ende ist dabei wahlweise zwischen entsprechenden Anschlußenden verstellbar. Dazu wird dieses freie Ende im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung verstellt, wobei der entsprechende Trägerabschnitt elastisch verformt beziehungsweise verbogen wird. Solche Biegeweichen aus Stahlträgerkonstruktionen für Magnetschnellbahnen sind beispielsweise aus der DE 44 16 820 C2 und der DE 34 20 260 bekannt. Dabei muß konstruktiv ein Kompromiß zwischen gegenläufigen Anforderungen gefunden werden. Zum einen ist aus betriebstechnischen Gründen eine hohe Steifigkeit des Fahrweges erforderlich, zum andern soll eine möglichst geringe Steifigkeit die Verbiegung eines solchen Trägers in der Verstellrichtung erleichtern. Andere Biegeweichenausführungen sind aus der CH 386 467 und DE 1 140 219 bekannt.

Davon ausgehend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Trägerelement für eine Biegeweiche bereitzustellen, das in vertikaler Richtung (Z-Richtung) eine relativ hohe Biegesteifigkeit aufweist, um überwiegend vertikal wir- kende Betriebslasten sicher aufzunehmen. Gleichzeitig soll eine hohe Torsionssteifigkeit gegeben sein, und zwar gegen Torsionsbelastungen, die betriebsbedingt um eine in Fahrtrichtung weisende Längsachse (X-Richtung) des Trägerelements auftreten. Schließlich soll die horizontale Biegesteifigkeit quer zur Fahrtrichtung (Y-Richtung) herabgesetzt sein, um die Verstellbarkeit eines solchen Trägerelements zu erleichtern. Bei herkömmlichen Biegeweichen ist der verstellbare (elastisch biegbare) Weichenträger verfahrbar auf entsprechenden Weichenunterbauten aufgelagert. Der Träger selbst ist dabei oft als Hohlkastenträger ausgeführt. Bekannte Biegeweichen werden über elektromechanische oder hydraulische Linearantriebe verschwenkt. Zum Fixieren der Endlage dienen beispielsweise über den Kniehebeleffekt fixierte Stellarme, eingebremste Antriebsmotoren und/oder selbsthemmende Ge- triebe, bzw. entsprechend gesteuerte oder geregelte Hydraulikeinheiten (vgl. Gert Schwindt und Peter Jürgen Gaede : "Die Schnellfahrweiche" in Magnetbahn Transrapid - Die neue Dimension des Reisens, Darmstadt 1989") .

Zur zusätzlichen Beeinflussung der Biegelinie und damit der Krümmung des Weichenträgers ist es beispielsweise aus der DE 44 16 820 C2 und der DE 34 20 260 C2 bekannt, zusätzliche Momente um die vertikale Z-Achse über parallel zum Weichenträger verlaufende Ansatzstücke aufzubringen. Um ein Überfahren der Weichen auch bei hohen Geschwindigkeiten zu realisieren, sind dabei Trassenübergänge vorgesehen, bei denen eine Gerade in eine Klotoide bzw. Sinoide, diese in einen konstanten Radius und dieser schließlich wieder über eine Klotoide oder Sinoide in eine Gerade mündet. Solche Trassierungen verhindern ruckartige Querbeschleunigungen.

Bei herkömmlichen Verstell- und Lagersystemen für Biegeweichen in Magnetbahnstrecken tritt ein hoher Verschleiß wesentlicher Bauteile auf. Die Kombination hoher Kräfte mit gerin- gen Einstell- und Führungstoleranzen und geringem Lagerspiel verursachen Zwängungen, die Überlastschäden hervorrufen.

Eine weitere Aufgabe kann daher darin gesehen werden, die Lager- bzw. Einstellanordnung zu verbessern. Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst .

Das erfindungsgemäße Trägerelement für einen elastisch biegbaren Biegeweichenabschnitt, bei dem Ober- und Untergurt über einen oder mehrere faltwerkartig ausgebildete Stege miteinander gekoppelt sind, zeichnet sich dadurch aus, daß der Steg über mehrere Verbindungsbereiche mit dem Ober- und/oder dem Untergurt verbunden ist. Im Gegensatz zu der bekannten durchgehenden Verbindung zwischen Steg und Ober- und Untergurt erlauben getrennte Verbindungsbereiche die optimale Ausnutzung der Eigenschaften eines faltwerkartig ausgebildeten Steges. Konstruktionsbedingt nehmen solche Stege in der Richtung quer zu den Faltungen oder Kantungen nur geringe Kräfte auf (Bei einem typischen Trägerelement entspricht dies der X-Achse) . Bei vertikalem Einbau in ein Trägerelement (die Z-Achse verläuft in Richtung der Kantlinien) bieten sie um die Z-Achse herum eine hohe Flexibilität. Sind die Stege vollständig an ihren Kanten mit dem Ober- bzw. Untergurt verbunden, so geht diese Flexibilität zumindest in den Randbereichen verloren. Beim Verbiegen solcher Träger (hier um die Z-Achse) treten daher in den Randbereichen große lokale Spannungen auf. Dies gilt insbesondere dann, wenn Werkstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften wie Stahl und Beton kombiniert werden. Die Ausbildung eines Trägerelements gemäß Anspruch 1 erlaubt daher eine hohe Biegestabilität bzw. Steifigkeit in Z-Richtung (d.h. um die quer zur Längsachse verlaufende Y-Achse) und eine vergleichsweise erhöhte Flexibilität in Y-Richtung bzw. um die Z-Achse. Zugleich bleibt eine hohe Torsionsstabilität um die X-Achse in Trägerlängsrichtung erhalten. Auch die erhöhte Querkrafttragfähigkeit der Träger mit gefalteten Stegen gegenüber solchen Träger mit ebenen Stegblechen bleibt bei getrennten Verbindungsbereichen erhalten. Es wird also ein Träger bereitgestellt, der besonders für solche Biegeweichen geeignet ist. In der Weiterbildung nach Anspruch 2 sind die Verbindungsbereiche in Längsrichtung des Trägerelements angeordnet und/oder punktweise angeordnet. Diese Ausführung erhöht die Flexibilität um die Z-Achse. Ein Kastenprofil gemäß Anspruch 3, bei dem Ober- und Untergurt durch zwei Stege verbunden sind, erlaubt eine zusätzlich erhöhte Torsionssteifigkeit.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4, bei der die Verbindungsbereiche durch besondere Koppelelemente realisiert sind, gestattet eine optimierbare Verbindung zum Ober- und Untergurt. Dies gilt insbesondere dann, wenn unterschiedliche Materialien kombiniert werden sollen. Nach Anspruch 5 sind diese Koppelelemente als Kopfplatte bzw. Koppelbolzen ausgeführt, die besonders gut in einer Betonmatrix verankerbar sind.

Gemäß Anspruch 6 ist das Trägerelement in Hybridbauweise ausgeführt, bei dem der Obergurt aus einem Stahlbeton- bzw. Spannbetonwerkstoff hergestellt ist. Dieser kann entweder an einen entsprechenden Trog angekoppelt werden, bei dem der Steg und der Untergurt in der Regel aus einem Stahlwerkstoff angefertigt ist; es bietet sich aber auch an, Ober- und Untergurt aus Stahlbeton bzw. Spannbeton herzustellen und diese über Stege aus einem Stahlwerkstoff miteinander zu verbinden.

Zur Erhöhung der lateralen Flexibilität können Ober- und/oder Untergurt im Randbereich Ausnehmungen aufweisen. Dabei können die Randbereiche zwischen den Ausnehmungen als Spurführungse- lemente ausgebildet sein (Anspruch 7) .

Gemäß Anspruch 8 können solche Spurführungselemente jedoch auch segmentiert an den lateralen Seitenbereichen des Obergurts angeordnet sein. So eine Gestaltung erlaubt eine weit- gehende Entkopplung von Trägerelement und Spurführungsele- menten. Die Spurführungsfunktion beeinflußt die Flexibilität des Trägerelements wenig oder gar nicht.

Anspruch 9 betrifft eine Biegeweichenanordnung mit einem ver- stellbaren Fahrwerksabschnitt, der mehrere erfindungsgemäße Trägerelemente umfaßt. Aus Fertigungs- oder Montage-technischen Gründen kann es vorteilhaft sein, einen Fahrwerksabschnitt aus Teilsegmenten zusammenzusetzen. Dies vereinfacht Transport und Montage und erleichtert eine Serienfertigung der Trägerelemente, die so einzeln oder zu Baugruppen vormontiert zusammenfügbar sind.

Die Lageranordnung gemäß Anspruch 10 erlaubt ein zwängungs- freies Verstellen des Fahrwegabschnitts und bietet eine ver- einfachte Auflagerung des verstellbaren Fahrwegabschnitts. Die Lageranordnung bietet in der Verstellebene zwei Freiheitsgrade: Sie ist in den Verstellebenen drehbar und quer zur Verstellrichtung verschiebbar angeordnet. Damit können die Führungen beispielsweise für Gleitlagerkufen bzw. für die rollenden Körper von Wälz- oder Radlagern mit höheren Toleranzen angefertigt und montiert werden. Zwängungen, wie sie bei genau geführten Verstellwegen auftreten (zum Beispiel bei Führungsschienen) werden weitgehend beseitigt. Die Lageranordnung nimmt auch thermisch bedingte Gestalt- und Län- genänderungen spannungsfrei auf.

Die Einstellanordnung nach Anspruch 11 bis 13 erlaubt eine verbesserte Fixierung und Justierung der Biegeweichenanordnung in den gewünschten Endstellungen.

Nach Anspruch 11 ist dabei ein an einem Trägerelement angreifendes Stellelement vorgesehen, welches ein in einer Verstellebene wirkendes Moment auf das Trägerelement aufbringt. Dieses Moment kann gleichzeitig dazu benutzt werden, eine de- finierte Biegelinie genau einzustellen bzw. die Verstellposition des Trägerelements in gewünschter Weise zu fixieren. Dabei erleichtert der gemäß Anspruch 12 vorgesehene Kragarm das Aufbringen des vorgesehenen Moments. Die Stellelemente können mit geringeren Stellkräften das erforderliche Moment am entsprechend gestalteten Kragarm ausüben.

Gemäß Anspruch 13 ist der Kragarm gleichzeitig als sogenannte Tragpratze ausgebildet. Diese nimmt nicht nur das in der Verstellebene wirkende Moment (um die Z-Achse) auf, sondern trägt auch eine Lageranordnung zum Führen des Fahrwerkab- Schnitts in der Verstellebene, welche die bereits oben angegebenen Freiheitgrade aufweist und die Vertikallasten aufnimmt .

So sind der Verstellvorgang, der möglichst kräftefrei und ohne aufwendige Führung realisierbar sein soll, und der Einstell-, Fixier- bzw. Justiervorgang am Trägerelement oder am Fahrwegabschnitt in seiner Endlage funktional getrennt.

Die Verstellelemente wirken unabhängig von den Einstell- bzw. Fixierelementen getrennt. Damit sind robuste einfache Komponenten zum Verstellen nutzbar (hier müssen relativ große Strecken mit großen Kräften überwunden werden) , während zum Einstellen bzw. Justieren kompakte, wartungsarme Aggregate verwendbar sind, mit denen die erforderlichen Einstell- und Fixierkräfte aufgebracht werden.

Über die in Anspruch 13 angegebenen Tragpratzen ist jedoch gleichzeitig bei funktionaler Trennung eine konstruktive Kombination der Kräfte-übertragenden Komponenten realisier- bar. Die Tragpratze dient zum einen als Kragarm, der die Einstell- und Fixierungsmomente aufnimmt. Zum anderen erlaubt sie durch die quer zur Längsrichtung des Trägerelementes verlaufende Struktur eine große Lagerspreizung, die vertikale Lagerkräfte reduziert, die aus dem Moment um die X-Achse resultieren. Anspruch 14 betrifft ein spurgebundenes Verkehrs- und Transportsystem, bei dem die beanspruchten Merkmale realisiert sind.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt

Fig. la-c Prinzipskizzen einer elastischen Biegeweichenanordnung in verschiedenen Ansichten und Stellungen,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Trägerelements mit unterschiedlichen Steg-/Gurtverbin- dungsabschnitten,

Fig. 3 eine schematische Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Trägerelements,

Fig. 4 eine schematische Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Trägerelements, an dem verschiedene Vorspannsysteme erkennbar sind,

Fig. 5 eine perspektivische Detailansicht des Bereichs K aus Fig. 2,

Fig. 6 eine perspektivische Detailansicht des Bereichs P aus Fig. 2,

Fig. 7 ein erfindungsgemäßes Trägerelement mit Ausnehmungen zur Erhöhung der Flexibilität, Fig. 8 ein erfindungsgemäßes Trägerelement mit modularen Anbauteilen,

Fig. 9a und 9b eine prinzipielle Darstellung einer Ansicht von oben eines Trägerelements mit einer Einstell- und Lageranordnung in Geradeaus-Stellung (9a) und Abbiegestellung (9b), und

Fig. 10 eine Querschnittsdarstellung durch die in Fig. 8 dargestellte Lageranordnung.

Die Fig. Ia bis Ic zeigen ein Monorailsystem für ein spurge- bundenes Verkehrs- und Transportsystem (VTS) . Dargestellt ist ein Weichenabschnitt eines Fahrwegs 2, der über einen ersten Fahrwegsabschnitt 2a über einen Weichenabschnitt 2b zu einem zweiten geradeaus verlaufenden Fahrwegsabschnitt 2c (Fig. Ib) oder alternativ zu einem abzweigenden Fahrwegsabschnitt 2d führt (Fig. Ic) . Der dargestellte Fahrweg 2 ist in aufge- ständerter Bauweise dargestellt, bei dem die Fahrwegsabschnitte 2a bis 2d auf Ständern 3a, 3b ruhen. Dabei sind die Ständer 3b so breit ausgeführt, daß sie den Fahrwegsabschnitt 2b in beiden Stellungen aufnehmen. Der Fahrwegsabschnitt 2b bildet zusammen mit den Ständern 3a und 3b und den Fahrwegsabschnitten 2a, 2c und 2d eine sogenannte Biegeweiche. Der verstellbare Fahrwegsabschnitt 2b wird durch eine Kraft F (Fig. Ic) elastisch verbogen, so daß das freie Ende aus der in Fig. Ib dargestellten Lage in die in Fig. Ic dar- gestellte Lage verschoben wird. Die Kraft f wird dabei über ein oder mehrere nicht-dargestellte Stellelemente, die am Fahrwegsabschnitt 2b angreifen, aufgebracht. Der Fahrwegsabschnitt 2b ist aus einem oder mehreren Trägerelementen aufgebaut. Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines solchen Trägerelementes 4 des Fahrwegsabschnitts 2b. Das dargestellte Trägerelement 4, dessen Längsachse in X-Richtung verläuft, weist einen Obergurt 5 und einen Untergurt 6 auf, die über zwei Stege 7 miteinander verbunden sind.

Fig. 3 zeigt schematisch mögliche Querschnitte des Trägerelements 4. Dabei bilden Obergurt 5, Untergurt 6 und die Stege 7 ein Kastenprofil. Obergurt 5 und Untergurt 6 werden aus Stahl- bzw. Spannbetonelementen gebildet, während die Stege 7 aus einem Stahlwerkstoff gefertigt sind. Der Querschnitt kann entweder trapezförmig oder etwa rechteckförmig ausgebildet sein. Bei dieser Ausführung sind die Stege mit 7' bezeichnet und der (in Y-Richtung) breiter ausgeführte Untergurt 6 durch gestrichelte Konturen 6' dargestellt.

Die Stege 7, 7' sind faltwerkartig ausgebildet, wobei die Kantrichtung bzw. der Faltenverlauf vertikal (etwa in Z-Rich- tung) zwischen Ober- und Untergurt 5 und 6 verläuft.

Neben der dargestellten Hybridbauweise (Beton-Stahl-Verbund) gibt es auch Ausführungen, bei denen das Trägerelement vollständig aus Stahl ausgebildet ist, d.h. auch Ober- und Untergurt 5, 6 sind aus Stahl ausgebildet. Alternativ kann auch ein aus den Stegen 7 und dem Untergurt 6 gebildeter Stahltrog mit einem Obergurt 5 aus Stahl- Betonwerkstoff verbunden werden. Es gibt auch Ausführungen, bei denen die Stege 7 aus einem Betonwerkstoff hergestellt sind (beispielsweise ultrahochfester Beton) .

Fig. 4 zeigt einen schematisch dargestellten Querschnitt, bei dem Ober- und Untergurt 5, 6 als Spannbetonelemente ausgeführt sind. Dabei können interne Spannelemente 8 vorgesehen sein oder externe Spannelemente 9, die außerhalb der eigent- liehen Bauteile (Obergurt 5, Untergurt 6) über entsprechende im Innern des Kastenquerschnitts liegende Stützkonsolen 10 geführt werden. Externe bzw. interne Spannelemente 9, 10 verhindern unzulässige Zugspannungen in der Betonmatrix von Betonbauteilen und erhöhen deren Tragfähigkeit. Im vorliegenden Fall wird insbesondere die vertikale Tragfähigkeit in Z- Richtung erhöht, da in dieser Richtung die höchsten Betriebslasten wirken (Fahrzeuggewicht, Eigengewicht).

Die Anbindung der Faltwerkstege 7 an den Ober- bzw. Untergurt 6 erfolgt in mehreren getrennten Verbindungsbereichen 11 und/oder 12, die in Fig. 2 durch dicke Linien 12 bzw. Punkte 11 an den oberen und unteren Rändern der Stege 7 gekennzeichnet sind.

Die Fig. 5 und 6 zeigen perspektivische Ansichten der in Fig. 2 gekennzeichneten Bereiche K und P. Fig. 5 zeigt die Anbindung eines Steges 7 über eine Kopfplatte 13, die wiederum im in Fig. 5 nicht dargestellten Obergurt 5 verankert ist. Dabei kann die Kopfplatte 13 über zusätzliche Verankerungselemente fest in der Betonmatrix verankert sein. Die Kopfplatte 13 ist dabei durchgängig oder unterbrochen mit dem Stegrad 7c verbunden (z.B. verschweißt).

Fig. 6 zeigt die Kopplung des Steges 7 mit mehreren voneinander getrennten Kopfplatten 14. Dabei ist der Steg 7 mit den Kopfplatten 14 nur über die in Längsrichtung des Trägerelements verlaufenden Stegrandabschnitt 7a mit den Kopfplatten 14 und damit mit dem Obergurt 5 verbunden. Die quer zur Längsrichtung des Trägerelements 4 verlaufenden Stegrandabschnitte 7b sind dagegen nicht mit einer Kopfplatte 14 bzw. dem Obergurt 5 gekoppelt. Diese Gestaltung erhöht die Flexibilität des Trägerelementes 4 in Y-Richtung, da beim Verstellen eines aus einem oder mehreren Trägerelementen 4 gebildeten Fahrwegsabschnitt 2b aus der Geradeausstellung (Fig. Ib) in die abzweigende Stellung (Fig. Ic) die erforderliche Kraft F reduziert wird, und zwar im Vergleich zu einem Träger, bei dem die Stege 7 über die gesamte Länge des Trägerelements 4 gemäß Fig. 5 - also durchgehend - mit dem Ober- und Untergurt 5, 6 verbunden sind.

Die bereichsweise bzw. punktuelle Anbindung der Stege 7 an den Ober- bzw. Untergurt 5, 6 erleichtert Verformungen in diesen Übergangsbereichen, die durch spannungsbedingtes Kriechen und Schwinden hervorgerufen werden, verringert lokale Spannungen und erhöht damit die Flexibilität. Gemäß Fig. 2 ist die punktuelle Anbindung nur in einem mittleren Bereich vorgesehen, in dem beim Verbiegen des Trägerelementes 4 die stärksten Verformungen zu erwarten sind. Hier ist eine hohe Flexibilität der quer zur Längsrichtung verlaufenden Stegrandabschnitte 7b besonders wünschenswert. In den beiden Endbereichen des Trägerelementes 4 ist ein je nach Niveau der Beanspruchung durchgängiger Verbindungsbereich 12 (siehe auch Fig. 5) wünschenswert, um die Stabilität zu erhöhen.

In anderen Ausführungen sind über die gesamte Trägerlänge verteilt punktuelle Verbindungsbereiche 11 vorgesehen. Es ist auch möglich, abschnittsweise Verbindungsbereiche 12 vorzusehen. Die Gestaltung der Verbindungsbereiche 11 bzw. 12 erlaubt eine Beeinflussung der Biegelinie, so daß fahrtechnisch besonders günstige Trassenführungen möglich sind, ohne daß die die Trassenführung beeinflussende Biegelinie über zu- sätzliche äußere Momente oder Kräfte beeinflußt werden müßte.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Ausführungen des Obergurtes 5, die für die Gestaltung von solchen Monorailsystemen besonders vorteilhaft sind, bei denen an den Rändern des Obergurts Spurführungselemente ausgebildet sind, die von einem entsprechenden Fahrzeug umgriffen werden.

Dabei sind gemäß Fig. 7 Ausnehmungen 15 in den Randbereichen

16 des Obergurts vorgesehen. Diese Gestaltung erhöht die Flexibilität eines Trägerelements 4 in Y-Richtung. In dem

Fall, daß die Ausnehmungen 15 über den Anschlußbereich des Stegs 7 hinaus ins Innere des Ober- oder Untergurts 5, 6 verlaufen, so sind diese Ausnehmungen 15 idealerweise zwischen den Kopfplatten 14 angeordnet. Dies ist auf der linken Seite in der Fig. 7 angedeutet.

Fig. 8 zeigt eine Ausführung, bei der an einem relativ schmalen Obergurt 5 über Tragarme 17 segmentierte Spurführungselemente 18 angeordnet sind. Diese Ausführung erlaubt an einem relativ schmalen Obergurt 5, der gute Biegeeigenschaften in Querrichtung aufweist, die Realisierung eines vergleichsweise breiten Spurwegs über die Spurführungselemente 18 ohne die Biegeeigenschaften negativ zu beeinflussen.

Die Fig. 9 bis 10 zeigen in schematischer Darstellung La- geranordnungen 20, die zum Führen des Fahrwegabschnitts 2b aus einer Geradeausstellung (Fig. 9a) in eine abzweigende Stellung (Fig. 9b) geeignet sind. Die Fig. 9a und 9b zeigen dabei eine schematische Ansicht von oben und die Fig. 10 eine in der Fig. 9a eingezeichnete Querschnittsansicht S:S.

Am Fahrwegsabschnitt 2b ist im Bereich eines Ständers 3b zu beiden Seiten des Trägerelements ein Kragarm 21 ausgebildet, der fest mit dem Fahrwegsabschnitt 2b verbunden ist. Am Tragarm 21 ist ein Rollelement 22 angebracht, das über einen La- gerzapfen 23 (Fig. 10) drehbar um den Tragarm 21 angeordnet ist. Dies ist durch die Pfeile 24 in Fig. 9a angedeutet. Das Rollelement 22 rollt auf einem mit dem Ständer 3¹ verbundenen Rollweg 25 ab und ist auf diesem in Pfeilrichtung 26 verschiebbar. Im Ruhezustand des Fahrwegsabschnitts 2b werden die auftretenden Vertikallasten über den Fahrwegabschnitt 2b, die Tragarme 21, den Lagerzapfen 23, das Rollelement 22 über den Rollweg 25 in den Ständer 3b abgetragen.

Die Beweglichkeit des Rollelements 22 auf dem Rollweg 25 in Pfeilrichtung 26 oder Freiheitsgerade in der Konstruktion des

Rollenelements 22 erlauben es, temperaturbedingte Längenände- rungen des Fahrwegsabschnitts 2b aufzunehmen, ohne daß Zwän- gungskräfte zwischen Rollweg 25 und Rollelement 22 wirken.

Beim Verstellen des Fahrwegabschnitts 2b in die in Fig. 9b dargestellte Lage verhindert die Drehbarkeit des Rollelements 22 in Richtung 24 und die Verschiebbarkeit in Richtung 26 Zwängungskräfte zwischen Rollweg 25 und Rollelement 22. Die durch die Oberseite 27 des Rollweges 25 definierte Verstellebene bleibt damit in X- und Y-Richtung kräftefrei. Da- mit können Rollweg 25 und Rollelemente 22 in der Verstellebene vergleichsweise grob zueinander toleriert sein.

Zur genauen Positionierung des Fahrwegabschnitts 2b in seiner Endstellung (siehe Fig. Ic) greifen an den Enden der Tragarme 21 durch Pfeile 27 symbolisierte Stellelemente an, die in der Verstellebene ein Moment auf den Fahrwegabschnitt 2b in der Verstellebene aufbringen und zwar um die vertikale Z-Achse. Solche Stellelemente 27 können in mehreren Bereichen des Fahrwegabschnitts 2b vorgesehen sein, um die Biegelinie 28 und damit den Verlauf des Fahrwegabschnitts 2b so zu beeinflussen, daß zum einen das freie Ende 29 (siehe Fig. Ib und Ic) genau mit dem Fahrwegbereich 2d fluchtet und die Biegelinie 28 der gewünschten Trassierung entspricht.

Bei Hochgeschwindigkeitsverkehrs- und transportsystemen sind Trassierungen - insbesondere bei Kurvenfahrten - wünschenswert, die keine sprunghaften Querbeschleunigungen verursachen. Bei der oben beschriebenen Ausführung erfolgt also das eigentliche Verstellen unabhängig vom Einstellen, Fixieren und/oder Justieren in einer gewünschten Endstellung. Dabei ist in der dargestellten Ausführung die Lageranordnung 20 an den gleichen Tragarmen 21 angeordnet, an denen auch die Stellelemente 27 angreifen. In anderen Ausführungen sind diese Lageranordnungen 20 zum Verstellen vollkommen unabhängig von den Angriffspunkten zum Einstellen und Justieren. Zur Verbesserung der Lastübertragung sind in Fig. 10 alternative Verstärkungsrippen 30, 30' angeordnet, die insbesondere die Übertragung von Vertikallasten zwischen dem Fahrwerkabschnitt 2b und dem Tragarm 21 verbessern.

Die im Zusammenhang mit den Fig. 9a, 9b und Fig. 10 beschriebene Lageranordnung 20 und die durch die mit den Tragarmen 21 zusammenwirkenden Stellelementen 27 gebildete Stellanordnung ist in Fig. 10 in Verbindung mit einem Trägerelement 4 dargestellt, bei dem Faltwerkstege 7 mit einem Obergurt 5 und ei- nem Untergurt 6 verbunden sind. Sowohl die Lageranordnung 20 als auch die Stellanordnung können an beliebigen für Biegeweichen geeigneten Trägerelementen ausgebildet sein.

Weitere Varianten und Ausführungsformen ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche.

Claims

Ansprüche

1. Trägerelement (4) für einen elastisch biegbaren Biegeweichenabschnitt eines in Längsrichtung des Träger- elements (4) verlaufenden Fahrwegs, bei welchem ein Ober- und ein Untergurt (5, 6) über einen faltwerkartig ausgebildeten Steg (7) mit quer zur Längsrichtung verlaufenden Falten miteinander gekoppelt sind, wobei der Steg (7) an seinen gegenüberliegenden Rändern jeweils über mehrere getrennte Verbindungsbereiche (11, 12) mit dem Ober- bzw. dem Untergurt verbunden ist.

2. Trägerelement (4) nach Anspruch 1, bei welchem die Verbindungsbereiche (11, 12) in Längsrichtung des Trä- gerelements und/oder punktweise angeordnet sind.

3. Trägerelement (4) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem Ober-, Untergurt (5, 6) und zwei Stege (7) ein geschlossenes Kastenprofil bilden.

4. Trägerelement (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Verbindungsbereiche (11, 12) über Koppelelemente (13, 14) mit dem Unter- bzw. Obergurt (5, 6) des Trägerelements (4) verbunden sind.

5. Trägerelement (4) nach Anspruch 4, bei welchem die Koppelelemente (13, 14) als Kopfplatte (13, 14) und/oder Koppelbolzen ausgeführt sind.

6. Trägerelement (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches in Hybridbauweise ausgeführt ist, wobei der Steg (7) und/oder Untergurt (6) aus Stahlwerkstoff ausgebildet sind und der Obergurt (75) aus einem Stahlbeton- bzw. Spannbetonwerkstoff.

7. Trägerelement (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Obergurt (5) in einem lateral über den Steg (7) auskragenden Randbereich (16) Ausnehmungen (15) aufweist, welche die laterale Biegesteifigkeit herabsetzen.

8. Trägerelement (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem an den lateralen Seitenbereichen des Obergurts (5) Spurführungselemente (18) angeordnet sind, die in Längsrichtung des Trägerelements (4) segmentiert ausgebildet sind.

9. Biegeweichenanordnung für ein spurgebundenes Verkehrsund Transportsystem, bei welchem ein verstellbarer Fahrwegsabschnitt (26) durch mehrere Trägerelemente (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche gebildet wird.

10. Lageranordnung (20) für eine Biegeweichenanordnung nach Anspruch 9 zum Führen des Fahrwegabschnitts (2b) in einer Verstellebene, wobei die Lageranordnung (20) zu einem Trägerelement (4) in der Verstellebene drehbar und quer zur Verstellrichtung verschiebbar angeordnet ist, so daß beim Verstellen des Fahrwegabschnitts (2b) über die Lageranordnung (20) in der Verstellebene keine Kräfte übertragen werden.

11. Einstellanordnung für eine Biegeweichenanordnung nach Anspruch 9 zum Einstellen und/oder Fixieren des Fahrwegabschnitts (2b) in einer Verstellposition mit einem am Trägerelement angreifenden Stellelement (27), über das ein in der Verstellebene wirkendes Moment aufbringbar ist, wobei die Einstellanordnung so ausgebildet ist, eine definierte Biegelinie (28) und/oder die Verstellposition des Trägerelements (4) zu fixieren.

12. Einstellanordnung nach Anspruch 11, bei welchem das Stellelement (27) an einem quer zur Längsrichtung des Fahrwegabschnitts (2b) angeordneten Kragarm (21) angeordnet ist.

13. Einstellanordnung nach Anspruch 12, wobei der Kragarm (21) als Auflagerkräfte aufnehmend Tragpratze (21, 30, 30') ausgebildet ist, welche eine Lageranordnung (20) zum Führen des Fahrwegabschnitts (2b) in einer Ver- stellebene trägt, die zur Tragpratze (21, 30, 30') in der Verstellebene drehbar und quer zur Verstellrichtung verschiebbar angeordnet ist, so daß beim Verstellen des Fahrwegabschnitts (2b) über die Lageranordnung (20) in der Verstellebene keine Kräfte übertragen werden.

14. Spurgebundenes Verkehrs- und Transportsystem mit einem Trägerelement (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, einer Lageranordnung (20) nach Anspruch 10 und/oder einer Einstellanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13.