DE3741024C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bahnweiche, deren geometrischer Verlauf eine solche abzweigende Bewegung der Schienenfahrzeuge ermöglicht, daß keine seitwärts gerichtete stoßartige Kraft auf die Fahrzeuge einwirkt.

Es ist bekannt, daß der geometrische Verlauf von Bahnweichen im allgemeinen aus Kreisbogen/Kreisbögen und Gerade/Geraden zusammengesetzt ist. Bei derart ausgebildeten Bahnweichen wird auf das in Abzweigrichtung fahrende Fahrzeug am Anfang der Weiche, wo die Bewegungsbahn des Fahrzeuges von der geradli­ nigen in eine gekrümmte übergeht, infolge der sprunghaften Krümmungsänderung - insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten - eine seitliche stoßartige Kraft ausgeübt, die sowohl auf das Fahrzeug und dessen Ladegut als auch auf die Bahnstrecke (die Bahnweiche) bzw. deren Konstruktionselemente nachteilig ein­ wirkt und zu einer schnellen Abnutzung der am Anfang der Weiche befindlichen Zungenschienen führt.

Mit ansteigender Geschwindigkeit der Schienenfahrzeuge erwies sich die Anwen­ dung von Bahnweichen mit Kreisbogenkrümmung als immer weniger haltbar und anstelle dieser wurden solche mit anderem geometrischen Schienenverlauf ent­ wickelt, um die Nachteile der Bahnweichen mit Kreisbogenkrümmung zu vermei­ den. Derartige Bahnweichen sind zum Beispiel die Weichen mit dem Verlauf einer mit Geraden kombinierten Klothoide oder Parabel (dritter Ordnung) oder Weichen, deren Verlauf einer Cosinuskurve entspricht.

Bei der Ausbildung der Bahnweichen mit dem Verlauf einer Klothoide oder Para­ bel sind die in die Weiche einfahrenden Fahrzeuge zwar keiner sprunghaften Be­ anspruchung ausgesetzt. Jedoch ist die Krümmungsänderung in dem Anfangs- und Endpunkt des Übergangsbogens gebrochen.

Da die Bahngeschwindigkeit durch ein bestimmtes Beschleunigungsbild charak­ terisiert werden kann, ist dementsprechend die Einfahrgeschwindigkeit festgelegt. Die Ausbildung des Schienenverlaufs in Form einer Klothoide oder Parabel erfordert im Vergleich mit den derzeitigen Bahnweichen mit kreisbogen­ förmiger Krümmung eine Verlängerung der Konstruktionslänge der Bahnweichen, da bei gleicher Konstruktionslänge die Seitenkraft-Maxima größer werden würden.

Die Bahnweichen mit cosinusbogenförmiger Krümmung können bei neu verlegten Bahnstrecken als optimal betrachtet werden, wobei jedoch ihre Konstruktions­ länge das Zweifache der mit kreisbogenförmiger Krümmung versehenen Bahn­ weichen beträgt, so daß sie zur Ablösung dieser nicht geeignet sind.

Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe besteht insbesondere darin, eine solche geometrische Ausbildung für Bahnweichen zu schaffen, bei welcher neben einer der Konstruktionslänge der mit kreisbogenförmiger Krümmung ausgebilde­ ten Bahnweichen entsprechenden Konstruktionslänge und gleichem Ablenkwinkel im Vergleich mit den Kreisbogengeometrien wesentlich geringere Seitenkräfte­ maxima entstehen und welche somit bei gebundenen Abmessungen zur Ablösung der kreisbogengekrümmten Bahnweichen geeignet sind.

Die gestellte Aufgabe wurde gemäß der Erfindung mit einer solchen Bahnweiche gelöst, bei welcher der Ausweichzweig mindestens teilweise mit einer einen zy­ kloidalen Bogen beschreibenden Geometrie verläuft, wobei der Anfangspunkt des zykloidalen Bogens sowohl an seinem äußeren wie auch an seinem inneren Bo­ genstrang dem Anfangspunkt der Zungenschienen der Weiche vorangeht.

Im Sinne der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der zykloidale Bogen für den äußeren Bogenstrang bemessen ist und von diesem der geometrische Verlauf des inneren Bogenstranges unter Beachtung der gemeinsamen Länge der Spurweite und der Spurerweiterung abgeleitet ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezug­ nahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Achsenbild einer Bahnweiche,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine gemäß der Erfindung ausgebilde­ te Bahnweiche mit zykloidaler Bogenkrümmung.

In Fig. 1 ist ein schematisches Achsenbild einer Bahnweiche veranschaulicht, die einen aus Abschnitten mit einer Länge von a und b bestehenden geraden Hauptzweig 1 und einen von diesem unter einem Ablenkungswinkel α abgelenk­ ten Ausweichzweig 2 mit einer Länge von b₁ aufweist. Es soll nun der Ersatz einer herkömmlichen kreisbogengekrümmten Bahnweiche unter Beibehaltung der Werte der oben angegebenen Parameter realisiert werden. Dazu ist gemäß der Erkenntnis, auf welcher die Erfindung beruht, die in Fig. 2 veranschaulichte Bahnweiche mit zykloidalem Verlauf geeignet, welche bei gleichen Konstruk­ tionslängen von a, b und b₁ und gleichem Ablenkungswinkel α bei der Bewe­ gung in Abzweigrichtung das Auftreten wesentlich geringerer Seitenkräftemaxi­ ma bewirkt.

Wie allgemein bekannt ist, stellt ein zykloidales geometrisches Gebilde eine durch alle Punkte eines abgerollten Kreises umschriebene Kurve dar, die sowohl theoretisch als auch praktisch eindeutig festgelegt ist.

Unter Kenntnis des Ablenkungswinkel α ist der entsprechende zykloidale Bo­ genabschnitt eindeutig berechenbar: ein aus dem Anfangspunkt A durch In­ flexion ausgehender, den Ausweichzweig 2 bildender zykloidaler Bogen genügt den Bedingungen, wenn seine Tangente in dem Ausgangspunkt mit der Richtung des ablenkenden geraden Hauptzweiges 1 übereinstimmt. Aus der Fig. 2 geht hervor, daß die Geometrie des Verlaufs des äußeren Bogenstranges 3 des Aus­ weichzweiges 2 den bestimmenden grundzykloidalen Bogen ergibt. Daraus kann unter Berücksichtigung der gemeinsamen Größe c der Spurweite und der Spur­ erweiterung der für den inneren Bogenstrang 4 abgeleitete zykloidale Bogen festgelegt werden. Aus Fig. 2 geht weiterhin hervor, daß der Anfangspunkt A, A′ des zykloidalen Bogens sowohl auf dem äußeren Bogenstrang 3 als auch auf dem inneren Bogenstrang 4 dem Anfangspunkt B, B′ der Zungenschienen 5 des Ausweichzweiges 2 im Abstand vorangeht.

Die gemäß der Erfindung mit einer zykloidalen Bogenkrümmung ausgebildete Bahnweiche löst restlos die gestellte Aufgabe und ermöglicht bei gleichen konstruktiven Parametern weitaus bessere Fahreigenschaften und eine größere Durchfahrgeschwindigkeit als die mit Kreisbogenkrümmung ausgebildeten Bahn­ weichen, wobei eine weitaus geringere Abnutzung zu verzeichnen ist.

Claims (2)

1. Bahnweiche zum geradlinigen oder abgelenkten Führen von Schienenfahrzeugen, aus einem geradlinigen Hauptzweig und einem von diesem um einen vorgege­ benen Ablenkungswinkel abgelenkten Ausweichzweig, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausweichzweig (2) mindestens teilweise einen einen zykloidalen Bogen beschreibenden Verlauf hat, wobei der Anfangspunkt (A, A′) des zykloidalen Bo­ gens dem Anfangspunkt (B, B′) der Zungenschienen (5) der Bahnweiche sowohl an dem äußeren Bogenstrang (3) als auch an dem inneren Bogenstrang (4) des Schienenpaares des Ausweichzweiges (2) vorangeht.

2. Bahnweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zykloidale Bogen für den äußeren Bogenstrang (3) bemessen ist und von diesem der geometrische Verlauf des inneren Bogenstranges (4) unter Berücksichtigung der gemeinsamen Größe (c) der Spurweite und der Spurerweiterung abgeleitet ist.