DE2807984A1 - Einschienenbahn mit entgleisungssicheren, mittels laufraedern und seitlichen fuehrungselementen auf schienenbalken gefuehrten drehschemeln - Google Patents
Einschienenbahn mit entgleisungssicheren, mittels laufraedern und seitlichen fuehrungselementen auf schienenbalken gefuehrten drehschemelnInfo
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Description
Ingenieria de Transito Moderna S. A. -,, Hermanos Miralies, 105, Madrid/
Spanien
Einschienenbahn mit entgleisungssicheren, mittels Laufrädern und seitlichen Führungselementen auf Schienenbalken geführten Drehschemeln
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einschienenbahn mit entgleisungssicheren,
mittels Laufrädern und seitlichen Führungselementen auf Schienenbalken geführten Drehschemeln.
In Fahrzeugsystemen oder auf einem Schienenbalken laufenden Einschienenbahnen
muss" der Schienenbalken, welcher gleichzeitig die Fahrzeugwagen führt, so konstruiert und gebaut sein, dass dieser die Stabilität
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der aus rollendem Material, Schienenbalken und deren Auflager bestehenden Anlage sicherstellt. Diese Stabilität muss für die tragenden,
auf dem Schienenbalken laufenden Drehschemel und für den Schienenbalken auf seinen Auflagern sichergestellt sein. Der meist
gebräuchliche geometrische Querschnitt für Schienenbalken für Einschienenbahnen,
der von diesen Schienenbalken getragen und geführt wird, ist der prismatische Querschnitt mit einem im wesentlichen
rechteckigen Profil, auf dessen oberer Fläche die tragenden Räder laufen. Diesejhat aus wirtschaftlich- konstruktiven Gründen eine
zurückgesetzte Oberfläche, welche den Weg für das Fahrzeug bestimmt und ein instabiles Gleichgewicht bewirkt. Um dieses instabile
Gleichgewicht zu kompensieren, sind die bisherigen Fahrzeuge für Einschienenbahnen mit seitlich rollenden Vorrichtungen versehen,
die auf den Seitenflächen des Schienenbalkens laufen und zur Führung und Stabilisierung dienen. Diese Vorrichtungen sind notwendigerweise
unterhalb dor Ebene der tragenden und motorisch angetriebenen Laufräder
angeordnet, die auf der oberen Fläche des Schienenbalkens laufen.
Infolge dieser Anordnung der tragenden Laufräder und der Führungsräder liegt der Schwerpunkt des Schienenbalkens weit entfernt von
der Führungsebene, da zwischen der oberen Fläche des Schienenbalkens und der unteren Fläche des Fahrwerkes der'Einschienenbahn
ein unbedingt erforderlicher Abstand für die Fahrschemel mit den Laufradern und dem Lagerschild vorgesehen ist. Folglich
müssen die Vorrichtungen zur Führung und Stabilisierung und zur Aufnahme der auftretenden Kippmomente sehr robust, sperrig und
folglich unwirtschaftlich ausgebildet sein.
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Andererseits sind die Schienenbalken gewöhnlich aus sehr schweren Materialien hergestellt und haben notwendigerweise bedeutende Höhen,
um dem Querschnitt ein grosses Trägheitsmoment zu geben, um die
auftretenden Biegemomente aufzunehmen. Dieses macht es notwendig, die Schienenbalken auszuhöhlen, um den Transport und die Montage zu
ermöglichen. Dieses wiederum kompliziert die Herstellung und erhöht den Herstellungspreis.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einschienenbahnsystem
der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass der Schienenbalken einen niedrigen Schwerpunkt hat, leicht von Gewicht und dennoch
stabil ist, wobei eine tiefe Schwerpunktlage für die auf den Schienenbalken entlangfahrenden Wagen angestrebt und die Ausbildung von
Weichen und insbesonderen elektrischen Zuführungsleitungen entlang der Schienenbalken ermöglicht wird.
Die vorliegende Erfindung erbringt eine wirksame Lösung, die das Erreichen maximaler Stabilität sowohl für das Fahrzeug auf dem
Schienenbalken als auch für den tragenden Schienenbalken im Hinblick auf dessen Auflager ermöglicht, und zwar mittels eines
Schienenbalkens konstanter Höhe mit einem asymmetrischen Doppel-T-Querschnitt,
der durch einen Fussteil charakterisiert ist, dessen Abmessungen breiter sind als die Abmessungen des Kopfteiles und folglich
ermöglicht , dass der Kopfteil und der Steg des Schienenbalkens zwischen
den tragenden Laufrädern der Fahrschemel angeordnet sind, welche auf den oberen Flächen des Fussteiles und auf jeder Seite des Steges
des Schienenbalkens laufen, während die beiden seitlichen Flächen des Kopfteiles Laufflächen· für Führungsrollen der Fahrschemel bilden.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles eines
Einschienenbahnensystem.es näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Schienenbalken mit Darstellung
der Laufflächen und Lauf- sowie Führungsräder eines Fahrschemels der Einschienenbahn,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Schienenbalken zur Darstellung der Betonarmierungen,
Fig. 3 einen vereinfachten Querschnitt entsprechend Fig. 1
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Verbindungsstelle zweier Schienenbalken unter Darstellung der Längs- und Querarmierungen,
Fig. 5 eine Seitenansicht der Verbindung zweier Schienenbalken,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines auf einemSchienenbalken befindlichen
Fahrschemels,
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Weiche für die Einschienenbahn
mit Verbindung des Schienenbalkens in die Abzweigstrecke,
Fig. 8 einen Querschnitt durch den unbeweglichen Teil des Schienenbalkens,
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Fig. 9 eine Draufsicht auf die Weiche bei Verbindung der geradlinigen Schienenbalken,
Fig. 10 eine der Fig. 7 entsprechende Darstellung der Weiche in in einem Horizontalschnitt in der Ebene der elektrischen
Zuführungsleitungen,
Fig. 11 einen Querschnitt durch einen unbeweglichen Teil des Schienenbalkens,.
Fig. 12 ein Detail der Verbindung einer Zuführungsleitung an an einem unbeweglichen Schienenbalken mit einer U-förmigen
Zuführungsleitung eines beweglichen Schienenbalkens,
Fig. 13 eine Darstellung entsprechend Fig. 9 im Horizontalschnitt in der Ebene der elektrischen Zuführungsleitungen,
Fig. 14 eine Seitenansicht eines Schienenbalkens mit prinzipieller
Darstellung der Lauf- und Führungsräder,
Fig. 15 eine Draufsicht auf den Schienenbalken mit prinzipieller Darstellung von Lauf- und Führungsrädern,
Fig. 16 einen Querschnitt durch den Schienenbalken mit prinzipieller
Darstellung von Lauf- und Führungs rädern,
Fig. 17 eine Seitenansicht eines auf einem Schienenbalken befindlichen
Fahrschemels,
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Fig. 18 eine Draufsicht auf den Fahrschemel gemäss Fig. 17,
Fig. 19 einen Schnitt durch den Fahrschemel gemäss Fig. 17 und Fig. 18,
Fig. 20 eine perspektivische Darstellung eines auf zwei tragenden Säulen befindlichen Schienenbalkenabschnittes und
Fig. 21 einen Querschnitt durch ein Lauf-oder Führungsrad.
Der in Fig. 1 dargestellte Schienenbalken 8 besitzt ein im wesentlichen
asymmetrisches Doppel-T-Profil, das aus einem Fussteil 1 und einem
Kopfteil 2 besteht, die durch einen Steg 3 miteinander verbunden sind. Die Breite des Steges 3 ist geringer als die Breite des Kopfteiles 2.
Der Fussteil 1 ist breiter als der Kopfteil 2. Die Breite des Fussteiles 1 ist derart gewählt, dass auf beiden Seiten vom Steg 3 und damit auch
vom Kopfteil 2 Laufflächen 5 für Fahrschemel 16 tragende, motorisch
angetriebene Laufräder 4 gebildet sind. Im wesentlichen oberhalb der Laufräder 4 liegen die Seitenflächen des Kopfteiles 2, die als Laufflächen
6 für Führungsräder 7 dienen, die in einer Führungsebene 9 laufen. Die Achsen der Führungsräder 7 sind vertikal gerichtet und
stehen im rechten Winkel zu den horizontalen Achsen der Laufräder 4.
Durch diese Anordnung werden die nachstehend abgehandelten Vorteile
erreicht. Insbesondere wird ein bedeutend tiefer als im Stand der Technik bekannt angeordneter Schwerpunkt für das Fahrzeug im
Hinblick auf die Führungsfläche 9 erreicht, die "nahe beieinanderliegen.
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Faßlich sind die auftretenden Kippmomente nur sehr geringfügig und
können leicht durch leicht ausgebildete Führungs- und Stabilis ie rungs vorrichtungen
aufgenommen werden, die wirksam die Arbeitsweise
verbessern und kompensierende Wirkungen haben.
Es ist ein grosser Abstand zwischen den beiden Laufflächen 5 für die
tragenden Lauf räder 4 vorhanden. Die Breite der Schienenbalken kann folglich so gross gewählt werden, wie es für eine optimale Stabilität
erforderlich ist. Die Herstellung dieses Schienenbalkens 8 ist aufgrund fehlender Hohlräume relativ einfach.
Durch den Doppel-T-Querschnitt des Schienenbalkens 8 sind die Massen
derart verteilt, dass der Schwerpunkt 10 des Schienenbalkens 8 (Fig. 3) sehr nahe den Laufflächen 5 der tragenden und motorisch angetriebenen
Laufräder 4 ist. Fo!|glich sind die Laufflächen 5 keinen grossen Längenunterschieden
zwischen belastetem und unbelastetem Zustand ausgesetzt, was auf die Nähe der Laufflächen zur Nullinie zurückzuführen ist. Dies
ermöglicht eine lange Lebensdauer der Laufflächen 5.
Durch die geringe Höhe des Schwerpunktes 10 des Schienenbalkens 8 zusammen mit dem bereits vorher beschriebenenNiedrigersetzen
des Schwerpunktes des Fahrzeuges selbst im Hinblick auf die Auflager -
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Da die Laufflächen 5 der tragenden und motorisch angetriebenen Laufräder
4 der Drehschemel 16 nahe dem Schwerpunkt 10 des Querschnittes
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den Enden 12 (Fig. 5) der Schienenbalken 8, die auf Durchbiegungen
zurückzuführen sind, unmerklich, so dass die Verbindungsstösse 13 zwischen benachbarten Schienenbalken 8 praktisch unverändert bleiben.
Folglich werden die Schienenbalken 8 nur durch Zusammenziehen und Ausdehnen aufgrund von Temperaturunterschieden beeinflusst.
Die Abstände zwischen den Auflagern 14 an den Enden eines Schienenbalkens
sind beachtlich grosser als bei herkömmlichen Schienenbalken. Dies ermöglicht einen bedeutenden Abstand zwischen den Ankern 15
am gleichen Ende, wodurch eine grosse Eigensteifigkeit und gleichzeitig eine grössere Aufnahmefähigkeit für Torsionsmomente infolge der .
dynamischen Querschnittsbeanspruchungen über alles in den gebogenen Stützweiten erreicht wird.
Da die tragenden Laufräder 4 und ein grosser Teil der Fahrschemel (Fig. 6) des Fahrzeuges mit dem Steg 3 und dem Kopfteil 2 des
Schienenbalkens 8 überlappen, ist die gesamte, seitliche Oberfläche, die
dem Wind ausgesetzt ist, beachtlich vermindert. Folglich wird eine Biegebeanspruchung in den tragenden Säulen vermindert.
Bei ihrer gewöhnlichen Herstellung werden die Schienenbalken 8 aus
in Längsrichtung vorgespanntem und nachgespanntem Beton hergestellt, wobei Querspannungen durch passive Verstärkungen an verschiedenen
Querschnittstellen aufgenommen werden, genauso wie verschiedene Arten von Beanspruchungen, die durch verschiedene Betriebszustände
bewirkt werden. Die Fig. 2 zeigt nur beispielsweise die Verteilung
einer Standard-"Verstärkung im Querschnitt des Schienenbalkens 8. Die Fig. 4 zeigt die Verteilung einer aktiven Armierung 17 (entweder
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vorgespannt oder nachgespannt) sowie die passive Verstärkung in einem
Längsschnitt durch den Schienenbalken.
Die entlang beider Seiten des Steges 3 vorhandenen Vertiefungen zwischen
den Laufflächen 5 des Fussteiles 1 und den unteren Kanten des Kopfteiles
2 dienen zur Aufnahme von Zuführungsleitungen 18, die an Isolatoren
19 befestigt werden, um im Falle der Ausrüstung der Fahrzeuge mit elektrischen Antriebsvorrichtungen die für die Bewegung entlang
des Schienenbalkens 8 erforderlichen Antriebsmotoren mittels gleitenden Stromabnehmern mit elektrischer Energie zu beliefern.
Bei jedem Einschienenbahnsystem besteht auch die Notwendigkeit, den
Verkehr von einem Schienenstrang auf einen anderen umzuschalten. Bei Hängebahnen und insbesondere bei solchen von der Art einer Einschienenbahn
sind die hierfür verwendeten Vorrichtungen sehr kompliziert in ihrem Aufbau. Es wird nachfolgend eine in ihrem Aufbau
einfache Weiche für das Schienensystem in Form der oben beschriebenen Schienenbalken näher erläutert.
Die Weiche besteht aus einer Plattform 51 aus Material der erforderlichen
mechanischen Widerstandsfestigkeit, das ausreicht um das
Gewicht der darüber rollenden Fahrzeuge aufzunehmen. Die Plattform 51 ist an ihren Enden gelagert. Eine der Seitenkanten 52 der
Plattform 51 ist gerade und die andere Seitenkante hat einen geraden Abschnitt 53, der zum ersten geraden Abschnitt 52 parallel verläuft,
und einen anderen Abschnitt 54, der in einem vorbestimmten Radius gebogen ist. Die Plattform 51 hat zwei Achsen 55, 56, von denen die
Achse 55 gerade und die Achse 56 gebogen ist. Beide Achsen 55, 56
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tangieren sich im Punkt 57 und verlaufen parallel zur Seitenkante 52
bzw. bogenförmig parallel zur Seitenkante 54 der Plattform 51.
Die Plattform 51 weist an einem Ende einen einzelnen Schienenstrang
58 auf. Am entgegengesetzten Ende weist die Plattform. 51 zwei Schienenstränge 66, 71 auf, die abwechselnd mit dem Schienenstrang
58 in Verbindung stehen, um darüber fahrende Bahnen in zwei verschiedene Richtungen leiten zu können. Das Ende, das mit dem
einzelnen Schienenstrang 58 verbunden ist, hat· einen festen Abschnitt,
dessen Steg 3 und Kopfteil 2 fest mit der Plattform 51 verbunden sind ( Fig. 8 K Dieser Abschnitt hat einen geometrischen Querschnitt, der
identisch mit dem Schienenbalken 8 ist, der an diesem Ende an die Plattform 51 angekuppelt ist. Der Steg 3 und der Kopfteil 2 dieses
unbeweglichen Abschnittes haben eine gerade Seite 60 und eine dieser gegenüberliegende , teilweise gerade und teilweise kurvenförmig
verlaufende Seitenkante 61, deren gerader Teil parallel zur Seitenkante 52 und deren kurvenförmiger Teil kurvenförmig parallel
zur Seitenkante 54 der Plattform 51 verlaufen.
Am gegenüberliegenden Ende der Plattform 51 sind zwei weitere kurze gerade Schienenbalkenabschnitte 62,63 vorgesehen, deren Steg
3 und Kopfteil 2 fest mit der Plattform 51 verbunden sind und die einen geometrischen Querschnitt identisch denjenigen der beiden Schienenbalken
haben, die an diesem Ende an die Plattform 51 anschliessen.
Die Achsen der Abschnitt 58, 62 und 63 stimmen mit den Achsen 55 und 56 der Plattform 51 überein.
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Die beiden Schienenstränge, in welche der Kopfteil 2 und der Steg 3 des
Schienenbalkens 8 sich gabelt, haben zwei mit einem Drehstift verbundene
Segmente, die um senkrecht zur Plattform 51 gerichtete Achsen 64, 65 drehbar sind. Das Segment, das um die Achse 65
drehbar ist, hat eine gerade Länge 66 mit einem unveränderlichen Querschnitt, der identisch mit dem unbeweglichen Abschnitt 62 ist,
und einen anderen Abschnitt 67 mit unterschiedlichem Querschnitt, dessen eine Seitenfläche 68 gerade und dessen andere Seitenfläche 69
im gleichen Radius wie der unbewegliche Abschnitt 58 gebogen ist. Der gerade Abschnitt 66 und der gebogene Abschnitt 67 sind mittels eines
Drehgelenkstiftes 70 verbunden. Das Segment, das um die Achse 64 drehbar ist, hat einen gebogenen Abschnitt 71 mit einem unveränderlichem
Querschnitt, der mit dem Querschnitt des unbeweglichen Abschnittes 63 identisch ist und dessen Hauptradius gleich dem Radius
der Seitenkante 54 der Plattform 51 ist, und einen anderen Abschnitt
72 mit einem unterschiedlichen Querschnitt, dessen eine Seitenfläche
73 gerade und dessen andere Seitenfläche 74 im gleichen Radius wie
der vorhergehende Abschnitt 71 gebogen ist. Der Abschnitt 71 ist mit
dem Abschnitt 72 mittels eines Stiftgelenks 75 verbunden. Die gelenkige Verbindung der*clie Achsen 64 und 65 drehbaren Abschnitte ist für eine
doppelte Schienenspur bestimmt, um eine umständliche Trennung zwischen beiden Strängen zu vermeiden. Im Falle eines einzelnen
durchgehenden Schienenstranges können die Gelenke gesperrt sein, so dass die Drehelemente starr bleiben..
Die Beiätigung der beweglichen Abschnitte erfolgt mittels einer Gleitplatte
76 und Rollen 77, 78, die mit den Abschnitten 66 und 71 verbunden
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sind. Diese Rollen 77, 78 sind in Nuten innerhalb der Gleitplatte 76
gelagert, wodurch die Betätigung der Einrichtung derart möglich ist, wenn der gerade Schienenstrang 66, 67 in einer· Linie mit dem
stationären Schienenstrang 58, 62 steht (Fig. 9), der gebogene Abschnitt 71, 72 vom geraden Abschnitt 58 weggezogen ist, so dass der Fahrzeugverkehr
entsprechend der Achse 55 der Plattform 51 fliessen kann und umgekehrt, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Der Antrieb der Abschnitte
66,71 mittels der Gleitplatte 76 in den Gelenkpunkten 77 und 78 erfolgt durch irgendeine mechanische Vorrichtung, die die
Bewegung eines Gelenkgetriebes ermöglicht. Die Gleitplatte 76 wird mittels elektromagnetischer, elektromechanischen hydraulischer
oder pneumatischer Antriebe betätigt.
Im Falle, dass die auf dem Schienennetz laufenden Züge elektrische
Antriebsmaschinen haben, wird das Weichensystem elektrifiziert, in dem dieses mit Zuführungsleitungen entsprechend den nachfolgenden
ausgerüstet wird.
Die Fig. 10 zeigt die bereits anhand der Figo 7 und 9 beschriebene
Weiche. Die Kopfteile 2 aller Schienenbalken 8 sind in dieser Fig.
entfernt, um die Stege 3 der unbeweglichen Schienenbalken 8 zu zeigen, an denen Zuführungsleitungen 29 und 30 angebracht sind.
Diese haben einen genügenden Querschnitt zur Zuführung der von den elektrischen Antriebsmaschinen benötigten elektrischen Antriebsleistung.
Die Zuführungsleitungen 29, 30 verlaufen parallel zu den seitlichen Oberflächen des Steges 8, an denen sie mittels Isolatoren
31 befestigt sind, und laufen in einem Isolations stück 32 zusammen, da die durch die Zuführungsleitungen 29, 30 fliessenden Ströme unterschiedliche
Potentiale haben. Wie es Fig. 11 zeigt;sind die Zuführungs-
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leitungen 29, 30 näherungsweise auf mittlerer H öhe zwischen der
Plattform 51 bzw. dem Fussteil 1 und dem Kopfteil 2 angebracht.
Die Elektrifizierung der mit Scharnieren versehenen Schienenbalkenabschnitte
wird in gleicher Weise durchgeführt, wobei sich die Zuführungsleitung 33 parallel zum Balkenabschnitt 36 und die Zuführungsleitung
34 parallel zum Balkenabschnitt 37 befindet, jeweils in geeigneter
Weise durch Isolatoren 31 gehalten.
Ein fest mit der Zuführungsleitung 33 verbundener Teil 38 hat einen
genuteten Abschnitt, wie es in Fig. 12 dargestellt ist, welcher das Entlanggleiten eines gleitenden Stromabnehmers der am Fahrzeug
angebracht ist, von der Zuführungsleitung 29 zur Zuführungsleitung
33 ermöglicht, im Falle, dass die Weiche auf den Schienenstrang entlang dem kurvenförmigen Abschnitt eingestellt ist, sowie es in
Fig. 10 dargestellt ist. In gleicher Weise verläuft die Zuführungsleitung 40 parallel zum Steg 43 (Fig. 13) und die Zuführungsleitungen
41, 42 verlaufen parallel zum Steg 44 und sind jeweils in geeigneter Weise mittels Isolatoren 31 gehalten. Der mit der Zuführungsleitung
40 feste Teil 39 hat die gleiche Form wie der Teil 38 in
• Fig. 12 und ermöglicht das Hinübergleiten von gleitenden Stromabnehmern
von der Zuführungsleitung 30 zur Zuführungsleitung 40, im Falle, dass die Weiche für den Schienenstrang entlang den geraden
Abschnitten geschaltet ist (Fig. 13). Zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Abschnitten der Zuführungsleitungen, wie z. B. 33 und 34,
34 und 47, 41 und 46 und dgl. wird die elektrische Verbindung durch
flexible Verbindungsbrücken aufrechterhalten.
Einer der Nachteile der herkömmlichen Einschienenbahnen ist der Mangel
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an Stabilität, der einerseits auf den schmalen Schienenbalken und andererseits auf die Höhe des Schwerpunktes im Hinblick auf die
Führungsebene zurückzuführen ist, welche ein erhebliches Kippmoment verursacht. Es sind im Stande der Technik deshalb unwirtschaftliche
Ausgleichsvorrichtungen erforderlich, die relativ sperrig sind, was wiederum die energetische Wirksamkeit vermindert und
höheren Bewegungswiderstanä bewirkt. Wenn pneumatische Räder verwendet werden und von einem oder mehreren Rädern Luft entweicht,
könnte dies einen unausgeglichenen Zustand der Fahrschemel hervorrufen, wodurch die Stabilität geändert wird und schwere Unfälle hervorgerufen
werden können.
Um dieses Problem zu lösen wird hier eine Führungsebene vorgeschlagen,·
welche viel höher im Hinblick auf die Laufebene angebracht ist und die Führungsebene sehr nahe an den Schwerpunkt des Fahrzeuges und
des Schienenstranges heranbringt, breit genug, um geringe Kippmomente, die unter diesen Bedingungen auftreten, aufzunehmen.
Die Fig. 14,15 und 16 zeigen eine schematische Anordnung der Laufund
Führungsräder 4 bzw. 7 dieses Systems im Hinblick auf den vorher beschriebenen Balken 8. Die horizontalen Führungsräder 7 laufen
entlang dem Kopfteil 2 und legen die Führungsebene über die Achse der vertikalen Antriebslaufräder 4 und in einen geringen Abstand vom
Schwerezentrum G des Fahrzeuges. Die vertikalen Lauf räder 4 sind zum Abstützen und Antrieb des Fahrzeuges vorgesehen. Der
Schienenbalken 8 hat den Querschnitt eines asymmetrischen Doppel-T -Profiles, welches im Fussteil 1 eine genügende Breite für die
Erfordernisses eines Fahrschemels hat.
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Die Fig. 17 zeigt eine Seitenansicht des Fahrschemels. Mit dem unteren
Seitenteil 74 des Fahrschemels sind die Antriebselemente verbunden, d.h. die motorisch angetriebenen Lauf räder 4 , Untersetzungsgetriebe
75, Antriebswellen 76 und elektrische Antriebsmotoren 77. Jeder Fahrschemel 16 besteht aus vier Gruppen der oben genannten Bauteile. Die
unteren seitlichen Rahmenteile 74 sind mittels U- förmiger Bügel 78 . verbunden, von denen entsprechend der erforderlichen Undeformierbarkeit
und Starrheit entsprechend viele angeordnet sind.
Über dem unteren seitlichen Rahmenteil 74 ist ein oberer Rahmenteil
(Fig. 17, 18, 19), welcher auf dem unteren Rahmenteil 74 mittels einer federnden Aufhängung gelagert ist. Diese kann mechanischer oder
pneumatischer Art sein. Zwischen beiden seitlichen Rahmenteilen ist eine entsprechende Zugkraftübertragungsvorrichtung (Fig. 17) angeordnet,
welche aus einem starr mit dem oberen Rahmenteil 79 verbundenen prismatischen Teil 81 und drei Rollträgern 82, 83 besteht, die mit
den beiden unteren seitlichen Rahmenteilen 74 verbunden sind und ermöglichen, dass der untere Rahmenteil 74 den oberen Rahmenteil
79 zieht und gleichzeitig eine Relativbewegung zwischen beiden Rahmenteilen und die Wirksamkeit der Federung 80 ermöglicht. Auf
danoberen Rahmenteil 79 ist eine Drehplatte 84 gelagert, mit welcher die Waggons drehbar verbunden sind.
An den Enden des unteren Rahmenteiles 74 und an seinem oberen Teil
(Fig. 17, 18, 19) sind die Führungsträger 7 gelagert, welche gleichzeitig Ausgleichs räder sind. Diese haben geeignete Druckelemente,
um einen kontinuierlichen Kontakt zwischen den Schienenbalken 8 und den Führungsrädern 7 zu ermöglichen.
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Das Bahngleis wird durch den Schienenbalken 8 (Fig. 14 bis 19) gebildet,
der im Querschnitt ein asymmetrisches Doppel-T-Profil aufweist, mit breitem Fussteil 1, welches Laufflächen 5 für Laufräder 4 aufweist und
mit einem weniger breiten Kopfteil 2, an dessen Seitenflächen die Führungsräder 7 laufen. Die Massenverteilung in den Schienenbalken 8
(Fig. 20) gibt sowohl eine horizontale als auch eine vertikale Starrheit zur Aufnahme von Biege- und Torsionsbeanspruchungen, wodurch
eine grosse Spannweite zwischen tragenden Säulen ermöglicht wird, die an den Enden eines jeden Schienenbalkenstückes 8 angebracht sind.
Die untere Breite des Schienenbalkens 8 (Fig. 20 ) ermöglicht die Anordnung von Auflagern 86 an den Enden, welche reichlichen Abstand
voneinander haben und folglich die vollkommene Kompensation von Kippmomenten ermöglichen, die auftreten könnten.
Die Zuführungsleitungen 18 (Fig. 14 bis 20) für die elektromotorischen
Antriebe der Fahrschemel 16 laufen entlang der Einbuchtung zwischen Kopfteil 2 und Fussteil 1.
Um eine Unausgeglichenheit des Fahrscheineis 16 zu vermeiden, wenn
irgendeines oder mehrere der pneumatischen Laufräder 4 den erforderlichen Luftdruck verloren hat, ist innerhalb des Laufrades ein Stahlring
88 (Fig.- 21) fest mit der Felge verbunden. Der Radius des Stahlringes
88 ist geringfügig kleiner als der innere Radius des unter Druck aufgepumpten Pneumatiklaufrades, derart, dass der Stahlring 88 auf den
Laufflächen 5 mittels des Materiales des Pneumatikreifens läuft und . damit den Fahrschemel 16 in seiner Lage hält und somit sichere Lauf-
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bedingungen auch im Falle einer Reifenpanne ermöglicht .
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Claims (24)
1. Einschienenbahn mit entgleisungssicheren, mittels Laufrädern und seitlichen
Führungselementen auf Schienenbalken geführten Drehschemeln, dadurch gekennzeichnet, dass der Balken (8) von unveränderlicher Höhe ist und
im Querschnitt ein asymmetrisches Doppel-T-Profil aufweist, dessen
Fussteil (1) breiter als der Kopfteil (2) und dessen Steg (3) zwischen den motorisch angetriebenen Laufrädern (4) der Fahrschemel (16) angeordnet
ist, und dass die oberen Flächen des Fussteiles (1) die Laufflächen für die angetriebenen, auf beiden Seiten des Steges (3) angeordneten Laufräder
(4) der Fahrschemel (16) und die Seitenflächen des Kopfteils (2) die Laufflächen für die auf beiden Seiten des Kopfteiles (2) laufenden Führungsräder (7) der Fahrschemel (16) bilden.
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INSPECTED
2. Einschienenbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Massenverteilung des Doppel-T-Profils des Balkens (8) aus
dem Kopfteil (2), dem Steg (3) und dem Fussteil (1) die Lage des Schwerpunktes (10) des Balkens (8) sehr nahe der Lauffläche der tragenden und
motorisch angetriebenen Laufräder (4) der Fahrschemel (16) ermöglicht, wobei die Lauffläche der Laufräder (4) sehr nahe der Nullinie liegt und
so eine lange Lebensdauer der Laufflächen ermöglicht.
3. Einschienenbahn nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass
die Laufflächen für die tragenden und motorisch angetriebenen Laufräder (4) sehr nahe der Auflageebene (11) an den Enden der Balken (8) angeordnet
sind, so dass die auf Biegung zurückzuführenden Beanspruchungen der Enden die Abmessung der Verbindung zwischen zwei benachbarten
Balken (8) nicht verändern.
4. Einschienenbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass eine reichliche Breite für den Fussteil (1) des Balkens (8) vorgesehen ist, um so einen grossen Abstand zwischen den Auflagern
(14) an den Enden (12) des Balkens (8) und einen grossen Abstand zwischen den Ankern (15) zu ermöglichen, wodurch eine grosse Eigensteifigkeit
und gleichzeitig eine grosse Aufnahmefähigkeit für Torsionsmomente sowohl bei geraden als auch bei gebogenen Balken (8) ermöglicht wird.
5. Einschienenbahn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die tragenden und motorisch angetriebenen Laufräder (4) und ein grosser Teil der Fahrzeug- Fahrschemel (16) den Steg
(3) und den Fussteil (1) der Balken (8) überlappen, wobei die gesamte seitliche Windangriffsfläche vermindert und folglich Biegebeanspruchungen
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in den tragenden Säulen herabgesetzt werden.
6. Einschienenbahn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die oben erwähnten Vorteile durch die Herstellung der Balken (8) aus vorgespanntem oder nachgespanntem Beton ermöglicht
werden, wozu längs-aktive Verstärkungen mit ihren entsprechenden
passiven Längs- und Querverstärkungen angeordnet sind, um so verschiedene Arten von Beanspruchungen zu absorbieren, die durch unterschiedliche
Belastungsfälle bewirkt werden.
7. Einschienenbahn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass entlang der Balken (8) zwischen den Oberflächen der Fussteile (1) und den unteren Teilen der Kopfteile (2) von Isolatoren
(19) getragene Zuführungsleitungen (18) für Laufkollektoren angebracht sind, um im Falle von elektrischen. Antriebsmaschinen für die Fahrschemel
die elektrische Antriebsenergie von den Balken (8) zu den Motoren der Fahrschemel zuzuführen.
8. Einschienenbahn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Weiche aus einer Plattform (51) gebildet ist, die unter Verwendung von Materialien geeigneter mechanischer Widerstandsfestigkeit
hergestellt worden ist, um das Gewicht der darüber laufenden Fahrzeuge zu tragen, und die an ihren Enden gelagert ist, wobei
eine Seitenkante (52) der Weiche gerade ist, während die andere einen geraden Abschnitt (53);der parallel zur geraden Kante (52) verläuft, und
einen anderen Abschnitt (54) aufweist, der unter einem bestimmten Radius gebogen ist, und wobei ein Ende der Plattform (51) einen einzigen Schienenbalken
(58) und das entgegengesetzte Ende zwei Schienenbalken (62, 63)
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aufweist, um die Weiche zu bilden.
9. Einschienenbahn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das
mit dem einzigen Schienenbalken (58) versehene Ende ein unbewegliches Schienenstück (57) mit einem Steg (3) und einem Kopfteil (2) aufweist,
die fest mit der Plattform (5 1) verbunden sind und deren geometrischer Querschnitt identisch demjenigen des Balkens (8) ist, der an diesem
Ende an die Plattform (51) anschliesst, und wobei das unbewegliche
Schienenbalkenstück (57) eine gerade Seitenfläche'(60) und eine weitere teilweise gerade und teilweise gebogene Seitenfläche (61) aufweist, von denen
die geraden Teile parallel zu den Seitenkanten (52, 53) der PJattform (51)
verlaufen.
10. Einschienenbahn nach einem der Ansprüche 8 oder 9 , dadurch gekennzeichnet,
dass an dem dem einen unbeweglichen Schienenstück (58) entgegengesetzten Ende der Plattform (51) zwei weitere kurze unbewegliche
Schienenbalkenelemente (62,63) angeordnet sind, die gerade und mit dem Steg (3) und dem Kopfteil (2) fest mit der Plattform (51) verbunden
sind und deren geometrischer Querschnitt identisch dem Querschnitt der beiden Schienenbalken ist, die von der Weiche verbunden werden.
11. Einschienenbahn nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Schienenbalken (62,63), in welche der Kopfteil und der Steg (3) des Hauptbalkens (8) unterteilt sind, zwei angelenkte
Balkenabschnitte (66, 67;71, 72) aufweist, welche um Achsen (65, 70)
drehbar sind, die senkrecht zur Plattform (51) verlaufen.
12. Einschienenbahn nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
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einer der beweglichen Schienenbalkenabschnitte (6, 67), der um die
Achse (65) senkrecht zur Plattform (51) drehbar ist, einen geraden Teil (66) mit einem unveränderlichen Querschnitt und einen anderen Teil (67)
mit einem unterschiedlichen Querschnitt aufweist, bei welchem eine der beiden Seitenflächen (68) gerade und die andere Seitenfläche (69) mit
dem gleichen Radius gebogen ist, den der unbewegliche Schienenbalken-,
abschnitt (62) aufweist, der am anderen Ende angeordnet ist, wobei der bewegliche Schienenbalkenabschrtitt (67) mit der Plattform (51) über
ein Gelenk (65) verbunden ist.
13. Einschienenbahn nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
einer der schwenkbaren Schienenbalkenabschnitte (71), der um die Achse (64) senkrecht zur Plattform (51) rotiert, einen gebogenen Abschnitt (71)
mit unveränderlichem Querschnitt und einen Abschnitt (72) mit veränderlichemQuerschnitt
aufweist, dessen eine Seitenfläche (73) gerade und dessen andere Seitenfläche (74) im gleichen Radius gebogen ist, wie
der übrige gebogene Teil, wobei beide miitels eines Gelenks (75) miteinander
verbunden sind.
14. Einschienenbahn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die beiden gelenkig drehbeweglichen Schienenbalkenabschnitte
(66,71) mittels einer Platte (76) betätigbar sind, die auf Rollen gleitet, welche in Nuten innerhalb der Platte (51) angeordnet sind, derart,
dass wenn der gelenkig bewegliche gerade Schienenbalkenabschnitt (66) mit dem unbeweglichen Schienenbalkenabschnitt (58) verbunden ist, der
gelenkig bewegliche gebogene Schienenbalkenabschnitt (71) vom geraden unbeweglichen Schienenbalkenabschnitt (58) zurückgezogen ist und umgekehrt,
wobei der Antrieb der Platte (76) elektromagnetisch, elektro-
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mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch ausgebildet sein kann.
15. Einschienenbahn nach einem, der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass für elektromotorische Antriebe der Fahrschemel (16) entlang beider Seiten des Steges (3) der unbeweglichen und gelenkig
beweglichen Schienenbalkenabschnitte (8, 58, 66, 71) Zuführungsleitungen (18, 29, 30, 38) auf halber Höhe zwischen der Plattform (51) und dem Kopfteil
(2) des Schienenbalkens (8) angeordnet sind, wobei die Zuführungsleitungen (18, 29, 30, 38) ein geeigneten Querschnitt für die Stromzuführung
zu den Elektromotoren aufweisen und in einer parallelen Ebene im Hinblick auf die Stege (3) angeordnet und durch Isolatoren (19, 31)
gehalten sind.
16. Einschienenbahn nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
die Zuführungsleitungen (29, 30), welche parallel zum Steg (3) des unbeweglichen Schienenbalkenabschnittes (8, 28) verlaufen, zur Vermeidung
eines Kurzschlusses in ein Isolations stück (32) auslaufen;und dass
die Enden der Zuführungsieitungen (33,40), die parallel zu den Stegabschnitten
(36,43) der verschiedenen Teile der beweglichen Schienenbalkenabschnitte verlaufen, mit im Querschnitt U-förmigen Zuführungsleitungen (38, 39) versehen sind, um die Übertragung der Stromabnehmer
von der Zuführungsleitung an dem unbeweglichen Schienenbalkenabschnitt zu den Zuführungsleitungen an den beweglichen Schienenbalkenabschnitten
durchzuführen, wobei der elektrische Stromfluss durch flexible Verbindungsbrücken
aufrechterhalten wird.
17. Einschienenbahn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Führungs-, Ausgleichs - und Antriebs-
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system für die Fahrschemel (16), die von den Wagen der Einschienenbahn
verwendet werden, mit Führungsrädern (7) versehen ist, die in einer Ebene angeordnet sind, die höher als die Achse der tragenden und motorisch
angetriebenen Laufräder (4) liegt, und dass die Führungsräder (7) gleichzeitig benachbart zum Schwerpunktfejdes Fahrzeuges und zusammenfallend
mit dem Kopfteil (2) des asymmetrischen Doppel-T-Profils des Schienenbalkens
(8) liegen.
18. Einschienenbahn nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die
Führungsräder (7) horizontal angeordnet sind und nicht motorisch angetrieben sind und dass die Aufhängung der Führungs räder (7) fest mit dem
unteren Rahmenteil des Fahrschemels (16) verbunden ist, so dass sie unabhängig von der Federung des Fahrschemels (16) sind.
19. Einschienenbahn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der tragende Schienenbalken (8).einen Querschnitt
der Abmessungen eines asymmetrischen Doppel-T-Profils hat, dessen
Fussteil (1) breiter als der Kopfteil (2) ist und dessen Steg senkrecht zum Fuss- und Kopfteil (1 bzw. 2) steht.
20. Einschienenbahn nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die
Laufflächen zur Führung des Fahrschemels (16) aus den Seitenflächen des Kopfteiles des tragenden Schienenbalkens (8) gebildet sind, wohingegen die
Laufflächen für die tragenden und motorisch angetriebenen Laufräder (4) aus den oberen Flächen des Fussteiles (1) des Schienenbalkens (8) an
jeder Seite des Steges (3) ausgebildet sind, wobei der Abstand dieser Laufflächen breit genug ist, um eine geeignete Stabilität im Hinblick auf
den Lauf der Fahrschemel (16) zu sichern.
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21. Einschienenbahn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Fahrschemel (16) zwei unabhängige Rahmenteile (74, 79) aufweist, wobei auf dem oberen Rahmenteil (79) die
Karosserie der Wagen mittels einer Drehplatte (84) gelagert ist und der untere Rahmenteil (74) mittels der tragenden und motorisch angetriebenen
Laufräder (4) getragen ist.
22. Einschienenbahn nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die
Federung (80) zwischen dem oberen und unteren Rahmenteil (79 bzw. 74) angeordnet ist, wobei die Federung mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch
derart ausgebildet ist, dass der Dämpfungseffekt durch den oberen Rahmenteil (79) auf die Fahrzeugkarosserie übertragen wird,
wobei der untere Rahmenteil (74) unveränderlich auf dem Schienenbalken (8) läuft.
23. Einschienenbahn nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen den beiden Rahmenteilen (74, 79) eine Zugkraftübertragungseinrichtung
angeordnet ist, die aus einem fest mit dem oberen Rahmenteil (79) verbundenen prismatischen Teil (81) und drei Rollenböcken (82)
besteht, die fest mit dem unteren Rahmenteil (74) verbunden sind, wobei diese Zugkraftübertragungseinrichtung dem unteren Rahmenteil (74)
ermöglicht, den oberen Rahmenteil (79) zu ziehen und gleichzeitig eine Relativbewegung zwischen beiden Rahmenteilen (74, 79) für die Federungsarbeit ermöglicht.
24. Einschienenbahn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass im Falle, dass die Fahrschemel-Laufräder (4, 7) Pneumatikreifen sind, jeder von diesen einen mit der Felge festver-
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bundenen Stahlring (88) aufweist, der innerhalb des Pneumatikreifens angeordnet
ist und dessen Radius etwas geringer als der Innendurchmesser des Pneutmatikreifens im aufgepumpten Normalzustand ist, derart, dass
der Stahlring (88) auf der Lauffläche unter Zwischenlage des Reifenmateriales
läuft, wenn eine Luftentweichung aus dem Pneumatikreifen auftritt.
- 11-
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