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Die
Erfindung betrifft eine Spurführungsvorrichtung mit einer
zur Spurführung von schienengebundenen Fahrzeugen mittels
Weichenzungen vorgesehener Eisenbahnweiche. Die Erfindung betrifft auch
eine solche Eisenbahnweiche.
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Für
die Durchführung von Zugfahrten zu verschiedenen Zielen
von einem Startpunkt aus werden Gleiskonstruktionen benötigt,
die es den schienengebundenen Fahrzeugen ermöglichen, die
Gleisspur und somit die Richtung zu ändern. Solche Gleiskonstruktionen
sind in der Regel Eisenbahnweichen, die das betreffende schienengebundene
Fahrzeug in die entsprechende Richtung zwangsführen, und
zwar in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Einstellung.
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In
der Regel besitzt eine Eisenbahnweiche aus Sicht des Weichenanfangs
in Richtung Weichenende ein geradeaus führendes Gleis und
ein abzweigendes Gleis. Sei den am weitesten verbreiteten Eisenbahnweichen
erfolgt dabei die Spurführung mittels so genannter Weichenzungen,
die in der Weiche beweglich angeordnet sind. Eine Weichenzunge ist eine
spezielle Schienenkonstruktion, die derart ausgebildet ist, dass
sie an der Innenseite eines Gleises angelegt werden kann und so
die zwangsgeführte Spurführung ermöglicht.
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Die
Spurführung erfolgt dabei derart, dass ein Paar Weichenzungen
in die linke oder rechte Endlage gebracht wird, d. h. eine Weichenzunge
liegt an dem entsprechenden Schienenstrang an, während
die andere Weichenzunge keinen Kontakt mit einem Schienenstrang
hat. Beim Befahren der Eisenbahnweichen durch ein schienengebundenes
Fahrzeug werden die Eisenbahnräder auf die an dem entsprechenden
Schienenstrang anliegende Weichenzunge gelenkt, wodurch entweder
das geradeaus führende Gleis oder das abzweigende Gleis
befahren wird.
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Nachteilig
dabei ist, dass während der Umstellung der Weiche, d. h.
das Einstellen der Weichenzunge in die linke oder rechte Endlage,
die Eisenbahnweiche nicht befahren werden kann. Des Weiteren sind
alle Lagen der Weichenzungen außer den beiden Endlagen
in höchstem Maße sicherheitskritisch, da die Gefahr
einer Entgleisung besteht.
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Aus
dem Stand der Technik ist eine passive Weiche der „Neuen
Bahntechnik Paderborn" (http://nwp-www.upb.de/de/konzept/passiveweiche.php)
bekannt, bei der die Entscheidung über die Fahrtrichtung
nicht mehr auf der Infrastrukturseite getroffen wird, sondern fahrzeugseitig.
Die passive Weiche kommt so im Fahrweg ohne Antrieb und bewegliche
Teile aus.
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Im
Anfangsbereich der passiven Weiche, d. h. im Bereich vor dem Beginn
des abzweigenden Gleises, weist die Weiche eine Spuraufweitung auf, in
der mittels einer an dem Fahrzeug angeordneten Spurführungsaktorik
die Entscheidung über die Richtungswahl getroffen wird.
Dazu verschiebt die Spurführungsaktorik eine orthogonal
zur Fahrtrichtung bewegliche Achse des schienengebundenen Fahrzeuges
(Shuttle) an die linke oder rechte Seite, so dass entweder das abzweigende
Gleis oder das geradeaus führende Gleis befahren wird.
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Nachteilig
dabei ist, dass zum Befahren einer solchen passiven Weiche an dem
Fahrzeug eine spezielle Spurführungsaktorik angeordnet
sein muss und die Laufflä chen der Eisenbahnräder
eine wesentlich größere Breite als herkömmliche
Eisenbahnräder aufweisen müssen, damit das schienengebundene
Fahrzeug im Bereich der Spuraufweitung nicht entgleist. So ist letztlich
eine solche passive Weiche der „Neuen Bahntechnik Paderborn"
von herkömmlichen schienengebundenen Fahrzeugen nicht befahrbar,
da die Gefahr eine Entgleisung besteht. Aus sicherheitstechnischen
Gründen ist eine solche Weiche daher im herkömmlichen
Eisenbahnbetrieb nicht einsetzbar.
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Im
Hinblick darauf ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung
zur Spurführung von schienengebundenen Fahrzeugen anzugeben.
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Die
Aufgabe wird mit der Spurführungsvorrichtung der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass mindestens eine Weichenzunge der Eisenbahnweiche derart angepasst
ist, dass die Eisenbahnweiche ohne Verstellen der Weichenzungen
in jede Richtung von einem schienengebundenen Fahrzeug befahrbar
ist und mindestens ein Eisenbahnrad des schienengebundenen Fahrzeuges
beim Befahren der Eisenbahnweiche im Einlaufbereich kurzzeitig keinen
Schienenkontakt aufweist, und die Vorrichtung mindestens ein Kraftelement
aufweist, das an der Eisenbahnweiche angeordnet und zum Ausüben
einer berührungslosen Kraft auf das schienengebundene Fahrzeug
vorgesehen ist, um die Spurführung des schienengebundenen
Fahrzeuges durchzuführen.
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Die
bei herkömmlichen Eisenbahnschienen zur Spurführung
vorgesehenen Weichenzungen werden dabei derart angepasst, z. B.
verkürzt, dass die übrig gebliebenen Teile der
Weichenzunge in zumindest einer beliebigen Lage an keinen der beiden
Backenschienen anliegen und so das Befahren der Eisenbahnweiche
aus jeder Richtung (in oder aus geradeaus führender bzw.
in oder aus abzweigender Richtung) ermöglichen. Die Spurbreite
bleibt dabei in jeder Richtung konstant, so dass spezielle Eisenbahnräder
mit verbreiterter Lauffläche nicht benötigt werden.
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Beim
Befahren einer solchen Eisenbahnweiche, egal in welche Richtung,
weist mindesten ein Eisenbahnrad des schienengebundenen Fahrzeuges im
Einlaufbereich kurzzeitig keinen Kontakt mit einem der beiden Schienenstränge
auf. Dies könnte z. B. beim Verkürzen der Weichenzunge
der Bereich sein, bei dem die entfernten Teile der Weichenzungen
vormals angeordnet waren. Die verkürzten Weichenzungen
dienen dabei nicht mehr dem Zweck der aktiven Sparführung,
sondern sind nunmehr Bestandteil der Gleisführung.
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Als
Einlaufbereich einer solchen Eisenbahnweiche könnte z.
B. der Bereich angesehen werden, der in Richtung Weichenanfang gesehen
vor den Enden der angepassten Weichenzungen liegt. Sollte beim Befahren
der Weiche die Sparführung auf das abzweigende Gleis erfolgen,
so beginnt in dem Einlaufbereich bereits die Kurvenfahrt, so dass
die Eisenbahnräder der einen Fahrzeugseite nacheinander
kurzzeitig keinen Kontakt mit dem entsprechenden Schienenstrang
aufweisen. Der kurzzeitige fehlende Schienenkontakt eines Eisenbahnrades
liegt in einer vorteilhaften Ausgestaltung unmittelbar vor dem Ende
einer angepassten Weichenzunge und erstreckt sich bis zu dem zuvor
befahrenen Schienenstrang.
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Die
aktive Sparführung mittels Weichenzungen wird nun ersetzt
durch eine berührungslose Spurführung mittels
Kraftelementen, die an der Eisenbahnschiene angeordnet sind und
zum Ausüben einer Kraft auf das schienengebundene Fahrzeug vorgesehen
sind. In Abhängigkeit des Aufbringens der Kraft erfolgt
nun die Spurführung des schienengebundenen Fahrzeuges,
d. h. in Abhängigkeit des Aufbringens der Kraft folgt das
Fahrzeug dem abzweigenden Gleis oder dem geradeaus führenden Gleis.
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Vorteilhafterweise
sind die Kraftelemente so angeordnet, dass die Kraft auf die Eisenbahnräder des
schienengebundenen Fahrzeugs ausgeübt wird.
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Damit
die Weichenzungen zur Stabilisierung in eine der beiden Endlagen
verstellt werden können, ist es vorteilhaft, wenn die eine
Weichenzunge derart verkürzt wird, dass sie beim Verstellen
der Weiche in eine Endlage, in der die betreffende Weichenzunge an
der Backenschiene anliegen würde, nicht anliegt. Denkbar
ist aber auch, dass die Weichenzungen komplett entfernt werden.
Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Radius des abzweigenden
Gleises sehr klein ist.
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Vorteilhafterweise
werden auch die bei einigen Weichentypen vorhandenen beweglichen
Herzstücke entfernt, so dass die entsprechende Eisenbahnweiche
kein bewegliches Herzstück aufweist. Somit entfallen die
für eine Weiche typischen beweglichen Teile, was den Aufbau
vereinfacht und den durch die Mechanik bedingten Wartungsaufwand verringert.
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Bei
Eisenbahnweichen ohne verkürzte Weichenzungen erfolgt die
Spurführung aktiv mittels der Weichenzungen, wobei in diesem
Fall die Eisenbahnräder eines schienengebundenen Fahrzeuges immer
Kontakt mit dem entsprechenden Schienenstrang haben. Eine Ausnahme
bilden die Kreuzungspunkte im Bereich des Herzstückes,
die jedoch im alltäglichen Eisenbahnbetrieb nicht ins Gewicht
fallen. Die durch das Verkürzen der Weichenzungen entstehenden
Gleislücken sind in ihrer Größe abhängig
von der Krümmung des abzweigenden Gleises, so dass in bestimmten
Bereichen die Eisenbahnräder beim Befahren der Weiche keinen
entsprechenden Kontakt zu dem Schienenstrang haben. Gerade bei geringen
Radien des abzweigenden Gleises sind diese besonders groß.
Um dennoch ein ruhiges und sicheres Befahren der Weiche zu ermöglichen,
ist es besonders vorteilhaft, wenn in den Bereichen, in denen Gleislücken
aufgrund der Umbaumaßnahmen entstehen, ebene Flächen
angeordnet sind, die von dem Spurkranz eines Eisenbahnrades befahren
werden können. Die Eisenbahnweiche ist dabei weiterhin
aus jeder Richtung befahrbar, ohne die entsprechenden Elemente zu
verstellen und ermöglicht dennoch ein ruhiges und sicheres
Befahren. Solche mit ebenen Flächen versehenen Bereiche
sind z. B. unmittelbar vor den verbliebenen Teilen der verkürzten
Weichenzungen oder im Bereich des Herzstücks angeordnet.
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Vorteilhafterweise
sind die zur Spurführung vorgesehenen berührungslosen
Kraftelemente sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite eines
Schienenstranges angeordnet, um je nach Art des Kraftelementes die
Spurführung in beide Richtungen zu ermöglichen.
Denkbar ist dabei z. B., dass die Kraftelemente gegenüberliegend
angeordnet sind und zwischen beiden Kraftelementen somit der Schienenstrang
verläuft.
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Um
die bestmögliche Spurführung der passiven Weiche
zu garantieren, sind die Kraftelemente im Anfangsbereich der Weiche
angeordnet. Als Anfangsbereich der Weiche ist dabei der Bereich
gemeint, der unmittelbar vor dem Beginn des abzweigenden Gleises
liegt. Somit wird rechtzeitig eine entsprechende Kraft auf die Räder
des schienengebundenen Fahrzeugs ausgeübt und so das schienengebundene
Fahrzeug sicher in die entsprechende Richtung gelenkt.
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Um
einen möglichst langen Kraftschluss in Fahrtwegrichtung
zu gewährleisten, ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn
sich die Kraftelemente über den Anfangsbereich der Weiche
hinaus in den abzweigenden Bereich hinein erstrecken. Die Kraft wirkt
dann noch auf das Eisenbahnrad, wenn es bereits die entsprechende
Richtung eingeschlagen hat, um so eine möglichst hohe Sicherheit
zu gewährleisten. Durch dieses Nachführen können
auch entsprechende streckenseitige Infrastrukturen wie z. B. Radlenker
entfallen.
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Kraftelemente
können dabei Elektro- oder Permanentmagneten sein, bei
denen mit Hilfe eines Magnetfeldes eine entsprechende Kraft auf
die Eisenbahnräder ausgeübt wird. Denkbar ist
aber auch, dass die entsprechende Kraft mittels Pressluft auf das
Fahrzeug oder die vorbeifahrenden Eisenbahnräder ausgeübt
wird.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kraftelemente zum Ausüben
einer anziehenden und/oder zum Ausüben einer abstoßenden
Kraft vorgesehen sind, um die Spurführung in alle Richtungen zu
ermöglichen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird auch mit einer Eisenbahnweiche der vorgenannten
Art erfindungsgemäß gelöst.
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Die
Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft
näher erläutert. Es zeigen:
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1 – schematische
Darstellung einer herkömmlichen Weiche mit Weichenzungen;
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2 – schematische
Darstellung einer passiven Weiche nach der vor liegenden Erfindung.
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1 zeigt
eine aus dem Stand der Technik bekannte reguläre Eisenbahnweiche,
bei der die Spurführung kontaktbehaftet mittels der verstellbaren Weichenzungen 5, 6 durchgeführt
wird. In der Regel hat eine Eisenbahnweiche ein geradeaus führendes Gleis 1 und
ein abzweigendes Gleis 2, damit schienengebundenen Fahrzeugen
der Übergang von einem Gleis auf ein anderes ohne Fahrtunterbrechung ermöglicht
werden kann. Die Weichenzungen 5, 6 sind dabei
speziell geformte Schienenstränge, die im Bereich des Weichenanfangs
verschiebbar gelagert sind. Dabei sind die Weichenzungen 5, 6 derart
angeordnet, dass in einer der beiden Endlagen immer eine Weichenzunge 5, 6 an
einer der entsprechenden Backenschienen 7, 8 anliegt
und so die zu befahrende Richtung vorgibt.
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Soll
z. B. ein schienengebundenes Fahrzeug das abzweigende Gleis 2 befahren,
so werden die Weichenzungen 5, 6 in die linke
Endlage verstellt, so dass die Weichenzungen 5 an der Backenschiene 8 anliegen,
während die andere Weichenzunge 6 keinen Kontakt
mit irgendeinem Schienenstrang aufweist. Die Gleisführung
ist nun so eingestellt, dass das schienengebundene Fahrzeug ausnahmslos
das abzweigende Gleis 2 befahren kann. Soll hingegen das
schienengebundene Fahrzeug auf das geradeaus führende Gleis 1 geführt
werden, so liegt die Weichenzunge 6 an der Backenschiene 7 an,
während die Weichenzunge 5 keinerlei Kontakt zu
einem Schienenstrang aufweist. Die Weichenzungen 5, 6 sind
an ihren Enden verjüngend geformt, so dass ein nahtloser Übergang
von einem Gleis auf das nächste möglich wird.
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In
dem Kreuzungsbereich, in dem der eine Schienenstrang des abzweigenden
Gleises 2 den Schienenstrang des geradeaus führenden
Gleises 1 kreuzt, ist eine Gleislücke vorhanden,
damit die Spurkränze der Eisenbahnräder ungehindert
diesen Bereich passieren können. Diese Gleislücke
wird als Herzstück 4 einer Eisenbahnweiche bezeichnet.
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In
einigen speziellen Ausführungsformen von Eisenbahnweichen,
die aus dem Stand der Technik bekannt sind, ist das Herzstück 4 beweglich
gelagert, so dass mit dem Verstellen der Weichenzungen 5, 6 ebenfalls
das Herzstück 4 für die gewünschte Spurführung
verstellt wird.
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Aufgrund
der systembedingten Gleislücke im Bereich des Herzstücks 4 sind
in diesem Bereich an den beiden Backenschienen 7, 8 Radlenker 3 angeordnet,
damit es in diesem Bereich nicht zu Entgleisungen kommt. Diese Radlenker 3 sind
dabei in dem Gleisbett fest montiert.
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2 zeigt
die schematische Darstellung einer Eisenbahnweiche nach der vorliegenden
Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel der Eisenbahnweiche
wurden die Weichenzungen 5, 6 entfernt, so dass
letztlich nur die unbeweglichen, im Gleisbett fest montierten Schienenbestandteile übrig
bleiben. Ein eventuell bewegliches Herzstück 4 wurde
ebenfalls entfernt bzw. derart montiert, dass es aus jeder Richtung
befahrbar ist, ohne dass es dazu verstellt werden muss.
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Durch
das Entfernen der beiden Weichenzungen 5, 6 wird
die Eisenbahnweiche für ein schienengebundenes Fahrzeug
aus jeder Richtung befahrbar, ohne dass beweg liche Teile verstellt
werden müssen. Das Verkürzen der Weichenzungen 5, 6 wurde
dabei so gewählt, dass die Zungenenden 9 so im
Gleisbett angeordnet sind, dass die entstehenden Lücken
im Einlaufbereich ausreichen, damit ein schienengebundenes Fahrzeug
sowohl auf das geradeaus führende Gleis 1 als
auch das abzweigende Gleis 2 fahren kann. Die Spurbreite
der Eisenbahnweiche bleibt dabei konstant, so dass eine Spuraufweitung
im Anfangsbereich der Eisenbahnweiche zwecks Spurführung
nicht notwendig wird.
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Die
Gleislücken im Einlaufbereich 30 erstrecken sich
dabei von den Enden 9 der Weichenzungen 5, 6 bis
zu dem entsprechenden Gleis, welches gerade befahren wurde oder
befahren werden soll. Die Gleislücken entsprechen demnach
den entfernten Teilen der Weichenzungen 5, 6.
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Damit
eine entsprechende Spurführung durchgeführt werden
kann, ist es notwendig, dass in dem Bereich vor den Zungenenden 9 Kraftelemente 11, 12, 21, 22 im
Gleisbett angeordnet werden, die eine entsprechende Querkraft auf
die Eisenbahnräder eines vorbeifahrenden Schienenfahrzeuges
ausüben können. Dabei sind an der Innenseite der
beiden Schienenstränge je ein Kraftelement 11, 12 und an
der Außenseite je ein Kraftelement 21, 22 angeordnet.
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Soll
nun z. B. ein schienengebundenes Fahrzeug vom Weichenanfang her
das geradeaus führende Gleis 1 befahren, so wird
durch das linke äußere Kraftelement 21 eine
anziehende Kraft auf die Eisenbahnräder ausgeübt,
während das linke innere Kraftelement 11 eine
abstoßende Kraft ausübt. Zur Unterstützung
können die beiden rechten Kraftelemente ebenfalls eine
entsprechend gerichtete Kraft ausüben. Das Ausüben
der Kraft bewirkt dabei, dass das schienengebundene Fahrzeug eine
Querkraft erfährt, die nach links gerichtet ist, wodurch
die rechten Eisenbahnräder des schienengebundenen Fahrzeuges
das rechte Zungenende 9 befahren und so die Spurführung
in Richtung des geradeaus führenden Gleises 1 erfolgt.
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Soll
hingegen das abzweigende Gleis 2 befahren werden, so wird
von dem rechten inneren Kraftelement 12 eine abstoßende
Kraft und von dem rechten äußeren Kraftelement 22 eine
anziehende Kraft auf die vorbeifahrenden Eisenbahnräder
des schienengebundenen Fahrzeugs ausgeübt, so dass das
schienengebundene Fahrzeug eine Querkraft nach rechts erfährt.
In diesem Falle wird nicht das rechte Zungenende 9, sondern
das linke Zungenende 9 von den Eisenbahnrädern
des schienengebundenen Fahrzeuges befahren, so dass das schienengebundene
Fahrzeug zwangsläufig auf das abzweigende Gleis 2 geführt
wird. Auch hier können die linken Kraftelemente zur Unterstützung
hinzugeschaltet werden. Das schienengebundene Fahrzeug wird somit
in diesem Ausführungsbeispiel „nach rechts gedrückt".
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Aus
dem geradeaus führenden Gleis 1 oder aus dem abzweigenden
Gleis 2 kommende schienengebundene Fahrzeuge können
hingegen die vorliegende passive Weiche problemlos befahren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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