EP3916151A1 - Weiche für ein gleis eines schienenfahrzeugs, fahrwerk, schienenfahrzeug, schienengebundenes verkehrssystem und verfahren zum betrieb eines schienengebundenes verkehrssystems - Google Patents

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Publication number
EP3916151A1
EP3916151A1 EP20176915.5A EP20176915A EP3916151A1 EP 3916151 A1 EP3916151 A1 EP 3916151A1 EP 20176915 A EP20176915 A EP 20176915A EP 3916151 A1 EP3916151 A1 EP 3916151A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rail
wheel
switch
track
wheels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20176915.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Heinrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ottobahn GmbH
Original Assignee
Ottobahn GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ottobahn GmbH filed Critical Ottobahn GmbH
Priority to EP20176915.5A priority Critical patent/EP3916151A1/de
Priority to PCT/EP2021/063879 priority patent/WO2021239721A1/de
Publication of EP3916151A1 publication Critical patent/EP3916151A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
    • E01B25/22—Tracks for railways with the vehicle suspended from rigid supporting rails
    • E01B25/26—Switches; Crossings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00—Other railway systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B3/00—Elevated railway systems with suspended vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B3/00—Elevated railway systems with suspended vehicles
    • B61B3/02—Elevated railway systems with suspended vehicles with self-propelled vehicles

Definitions

  • the invention relates to a switch for a track of a rail vehicle, which has at least four rails, a first rail and a second rail defining a first track, the second rail and a third rail defining a second track and the third rail and a fourth rail defining one Define the third track, whereby the tracks do not overlap.
  • the invention also relates to a running gear for a rail vehicle that can run on a rail-bound traffic system with the switch according to the invention and a method for operating a rail-bound traffic system with such a switch.
  • a wide variety of rail-bound transport systems are in use around the world, both for passenger transport and for the transport of goods.
  • railways operate whose tracks have two rails which are arranged in a defined track width from one another and run parallel.
  • points are arranged at which the respective rail vehicle can turn.
  • switches are provided with movable switch tongues, the respective position of which can be used to specify the direction in which the rail vehicle turns at the switch, which is arranged at a fork in the track.
  • a first aspect of the invention relates to a switch for a track of a rail vehicle, which switch has at least four rails, a first rail and a second rail defining a first track, the second track and a third track defining a second track, and the third track and fourth track defining a third track, the tracks each not overlapping, with trackheads of the first track and the fourth track being so aligned , in order to absorb a force from wheels of a first shaft of the rail vehicle in a first direction, and wherein rail heads of the second rail and the third rail are set up in such a way to absorb a force from wheels of a second shaft of the rail vehicle in one of the first direction at least take up substantially opposite, second direction.
  • a second aspect of the invention relates to a chassis for a rail vehicle, which has at least one wheelset with at least three wheels, at least one first wheel being mounted on a first wheelset shaft, with a second wheel and a third wheel being non-rotatably mounted on a second wheelset shaft , wherein wheels of the first wheelset shaft are oriented to support a force in a first direction on rails and wheels of the second wheelset shaft are oriented to support a force in a second direction on rails, the first direction and the second direction are opposite.
  • a third aspect of the invention relates to a rail vehicle with the chassis according to the third aspect of the invention.
  • a fourth aspect of the invention relates to a rail-bound traffic system with a switch according to the first aspect of the invention and a rail vehicle according to the third aspect of the invention, the rail heads of a second rail and a third rail being aligned in such a way that a wheel of the rail vehicle passes through the force of gravity rests on a respective rail head, the rail heads of a first rail and a fourth rail being aligned in such a way that a wheel of a rail vehicle is lifted from a respective rail head by gravity.
  • a fifth aspect of the invention relates to a method for operating a rail-bound transport system according to the fourth aspect of the invention, wherein a rolling of a first wheel on a first rail or a fourth rail in the area of at least one switch is pivoting of a wheel set about a contact point of a tread of a second Wheel, in particular its outer part wheel, in such a way that a third wheel of a respective rail is lifted, and a rolling of a fourth wheel on the first rail or the fourth rail in the area of the at least one switch causes a pivoting of the wheel set about a contact point of a tread of the third wheel, in particular its outer partial wheel, in such a way that the second wheel is lifted off the respective rail.
  • a rail within the meaning of the invention is preferably a linear support and guide element, with rails being arranged at a distance of one track width from one another and being part of a route for rail vehicles.
  • the wheels of rail vehicles preferably run on the rails.
  • a track within the meaning of the invention is preferably formed by two rails which are arranged at a distance of one track width. Outside a switch, the rails of a track are generally at least substantially parallel.
  • a rail head within the meaning of the invention preferably has that rail surface on which wheels of the rail vehicle run when used as intended.
  • a wheel set within the meaning of the invention is preferably characterized in that the wheels belonging to it are all attached to a single base. Furthermore, the wheels are preferably arranged on at least substantially parallel wheel shafts, the relative orientation of which does not change when the chassis is in motion.
  • a coupling of wheelset shafts in the sense of the invention is preferably an operation of the wheelset shafts in a mutual dependence, in particular with regard to the speed and / or the torque.
  • the coupling can preferably take place by means of a control, for example a drive, or by means of a mechanical coupling, in particular via a gearbox.
  • the invention is based on the knowledge that a rail-bound traffic system can be made less susceptible to failure by having switches that do not have any moving parts. Such moving parts form one from the mechanical or electro-mechanical side as well as from the electronic side Weak point of a rail-bound transport system. This is especially true when switches are exposed to the elements.
  • first and fourth rails which apply a force in the opposite direction as can accommodate or support the first and second rails.
  • a rail vehicle on the switch can be supported on the first or fourth rail and one of the first or second rails, which form the running rails, in such a way that it assumes a stable driving position in which a center of gravity of the rail vehicle is outside that of the first and the first track formed by the second rail or outside the second track formed by the third and fourth rails.
  • the invention also relates to a running gear for a rail vehicle with which a travel direction can be selected on a switch according to the invention.
  • the chassis according to the invention is characterized in that two wheelset shafts are arranged and coupled to one another in such a way that they can run on two rails which absorb forces in opposite directions.
  • the rail vehicle can travel on a track or be guided by a track which is not arranged above or below the center of gravity of the rail vehicle in the sense of gravity.
  • the center of gravity can therefore lie outside this lane in the horizontal direction.
  • a running gear of the rail vehicle can therefore be lifted off a rail that belongs to a track that is not to be driven any further and can be set down again on a new rail that belongs to the new track to be traveled on.
  • the track itself can be designed without moving components, since the transfer of the wheels of the running gear of the rail vehicle is not implemented by the switch.
  • the rail vehicle actively selects the direction of travel at a switch, whereas the rail only interacts passively with the rail vehicle when it is being rerailed and derailed.
  • the fact that no moving parts are provided on the rail eliminates a major source of interference compared to conventional rail-bound traffic systems.
  • the switch represents a major source of error due to mechanical, thermal and weather influences on the moving components or their disturbance.
  • switches according to the invention and the rail vehicles provided for them can be driven on at a significantly higher speed than conventional switches. The driving comfort itself is also higher, since no mechanical interfaces between different lanes have to be overcome.
  • a track width of the second track increases in the longitudinal direction of the switch.
  • rail heads of the first rail and the fourth rail point at least essentially opposite to the first direction
  • rail heads of the second rail and the third rail point at least essentially opposite to the second direction
  • the rail heads of the first and fourth rails are oriented in opposite directions to the rail heads of the second rail and the third rail.
  • the rail heads of the second rail and the third rail can be aligned in such a way that a wheel of a rail vehicle rests on the respective rail head due to gravity, and the rail heads of the first rail and the fourth rail are simultaneously in the Alignable in such a way that a wheel of a rail vehicle lifts off the respective rail head due to the force of gravity.
  • This configuration allows wheels of a rail vehicle to be derailed from the first rail or from the fourth rail when turning in a switch in a particularly simple manner.
  • the second rail forms a fourth track with a fifth rail and the third rail forms a fifth track with a sixth rail, whereby the fourth track and the fifth track do not overlap one another, but each overlap with the second track. in such a way that the second track forms a fork of the switch with the fourth track and the fifth track.
  • the fifth rail and the sixth rail meet at the fork of the switch. In this way, a high mechanical stability of the fourth track and the fifth track in the area of the switch can be guaranteed.
  • the second rail and the third rail lie in one plane, with a respective distance of the first rail and / or the fourth rail from the flat longitudinal direction of the switch changing.
  • the respective distance of the first rail and / or the fourth rail from the plane in the longitudinal direction of the switch is first reduced and then increased again. This ensures a continuous and smooth transition between two lanes when turning on the switch.
  • the respective distance of the first rail and / or the fourth rail from the plane in the longitudinal direction of the switch towards the fork is preferably reduced in each case.
  • the respective distance of the first rail and / or the fourth rail from the plane in the longitudinal direction of the switch is at least substantially constant in the area of the fork.
  • the rails of a pair of rails, which together form a track are inclined to one another, preferably with an inclination between 1:40 and 1:20, more preferably with an inclination of 1:30.
  • the at least four rails of the switch have an H-profile, a first T-section of the H-profile forming the rail head and a second T-section of the H-profile forming the rail foot.
  • H-profiles of rails are particularly stable in terms of their supporting and guiding function.
  • the second rail and the third rail each have two rail heads, the first track with the rail head facing the first rail, the second track between facing rail heads of the second rail and the third rail and the third track is formed with the rail head of the third rail facing the fourth rail.
  • the fifth rail and the sixth rail each have two rail heads, the fourth track being formed by the rail head facing the second rail and the fifth track being formed by the rail head facing the third rail.
  • the second rail and the third rail and / or the fifth rail and the sixth rail each have two separate partial rails, which in turn each carry one of the two rail heads.
  • a rail with two rail heads can also be designed as a type of double rail, in which a rail construction carries two rail heads in each case.
  • the first wheelset shaft and the second wheelset shaft are arranged at least essentially in parallel.
  • the first wheelset shaft and the second wheelset shaft are coupled in such a way, in particular via a transmission, that the wheelset shafts rotate with a defined ratio in the opposite direction, in particular at the same speed.
  • the wheel set has a fourth wheel, the first wheel and the fourth wheel forming outer wheels of the wheel set and the second wheel and the third wheel forming the middle wheels of the wheel set.
  • the provision of a fourth wheel enables a rail vehicle with such a running gear to turn in two directions at a switch.
  • the fourth wheel is preferably also mounted on the first wheelset shaft and is therefore connected to the first wheel in a rotationally fixed manner.
  • two adjacent wheels are designed in such a way that their wheel-rail contacts have at least an inversely equivalent conicity to one another, and that at least the second wheel and / or the third wheel, which are each a central wheel of the wheelset, have a double flange.
  • a sinusoidal run of the chassis can take place on the track of the lane.
  • the movement of the chassis in the form of a so-called sinusoidal run creates a particularly comfortable way of moving the chassis on the respective track.
  • the precise design of the conicity and the flanges of the wheels and the rail heads in order to achieve the sinusoidal run during travel is known to the person skilled in the art. There are a large number of publications and textbooks on this.
  • the second wheel or the second and third wheels each have two partial wheels, each of which has an inverse equivalent conicity and a flange on a side facing away from the other partial wheel.
  • These two wheel flanges on the partial wheels preferably form the double wheel flange.
  • the first wheel or the first and fourth wheels are arranged coaxially to the first wheelset shaft. This configuration enables a particularly space-saving configuration of a wheel set and thus also of a chassis.
  • the first wheel or the first and fourth wheels can be moved in the axial direction of the wheelset shafts, in particular together.
  • Moving it can influence whether one of the wheels rolls on a rail or not.
  • the choice of direction of the landing gear at a switch can be influenced by moving it.
  • the first wheelset shaft and / or the second wheelset shaft can be driven by a motor.
  • a center of gravity S of the rail vehicle lies beneath the running gear in the operational position, in particular in relation to a direction of gravitational acceleration, with a cabin in particular being arranged below the running gear.
  • a center of gravity of the rail vehicle lies in at least a partial area of the switch in the horizontal direction outside of the lane on which the rail vehicle is traveling.
  • the vehicle can be decoupled from a track in whose area the center of gravity S is located.
  • the first and / or the first and the fourth rails are only present in the area of the at least one switch.
  • the second wheel or the third wheel is lifted off the respective rail when entering the at least one switch and lowered again onto a new rail after the tracks in the at least one switch have forked. In this way, a particularly convenient decoupling or derailment of the chassis of a rail vehicle from a track can be realized.
  • the first wheel or the fourth wheel experience at least essentially no change in their position in the vertical direction in the area of the fork.
  • the first wheel and / or the fourth wheel of the wheel set is moved axially in relation to the second and third wheels before or when entering the at least one switch, in such a way that the first wheel and / or roll the fourth wheel on the first or fourth rail.
  • the first wheel is rotatably coupled to the second wheel before or when entering the at least one switch, or the fourth wheel is rotatably coupled to the third wheel before or when entering the at least one switch, the coupled Wheels each have opposite directions of rotation. What is achieved hereby is that a sinusoidal run can be implemented when using the first or third lane without the first wheel or the fourth wheel having to be operated continuously when the rail vehicle is in motion.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a rail vehicle 2 according to a first embodiment in the area of a switch 1, also according to a first embodiment. at Figure 1 it is a plan view of the switch 1 and the rail vehicle 2 from above.
  • the track has in the area of the switch 1 four rails 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, which in Fig. 1 run essentially parallel.
  • the wheelset of the rail vehicle 1 has sixteen wheels, of which the middle wheels each run on the rails 3.2 and 3.3. Furthermore, in the situation shown in the picture, the left outer wheels of the wheel set are extended in the direction of the arrow in order to come into engagement with the right, fourth rail 3.4. The respective right wheels of the wheelset, however, are spaced from the right, first rail 3.1.
  • the middle wheels of the wheel sets each have two outer wheel flanges, the outer wheels of the wheel sets only have one wheel flange.
  • Figure 2 represents the arrangement of Fig.1 in plan view from the left.
  • Fig. 2 As can be seen, the outer wheels of the wheel set of the chassis 11 run in the switch 1 on the upper fourth rail 3.4, whereas the wheels of the chassis 11 arranged further inside are arranged coaxially to the outer wheels and run on the lower third rail 3.3.
  • the gondola 18 of the rail vehicle 2 is suspended below the chassis 11, so that the center of gravity S of the rail vehicle 2 is also located below the chassis 11.
  • a distance d between the lower third rail 3.3 and the upper, fourth rail 3.4 in the area of the switch changes by a difference ⁇ .
  • the chassis 11 of the rail vehicle 2 By changing the distance d, the chassis 11 of the rail vehicle 2, as in the plan view of the rail vehicle 2 and the switch 1 in FIG Figure 3 shown pivoted about an axis in the direction of travel of the rail vehicle 2 when the rail vehicle 2 travels over it. This is based on the fact that the outer wheels of the wheel set extended in the direction of the arrow shown come into engagement with the upper fourth rail 3.4 in the area of the switch and, when they pass through the switch 1, by reducing the Distance d between the lower third rail 3.3 and the upper fourth rail 3.4 are pressed down. This results in an axis of rotation for the chassis 11 at the rail head of the lower third rail 3.3, whereby its wheels, which run on the second rail 3.2, are lifted against the force of gravity.
  • the pivoted position of the chassis 11 is in Fig. 3 shown.
  • the gondola 18 is either rigidly connected to the chassis 11 or can oscillate at least about an axis in the direction of movement of the rail vehicle 2. In the latter case, the gondola can be in Fig. 3 commute left and right as indicated by arrows.
  • the wheels of the wheel set each have wheel-rail contacts that form an equivalent conicity.
  • Adjacent wheels of the wheel set shown preferably each have at least one inverse equivalent conicity.
  • the middle wheels, which run on the second rail 3.2 and the third rail 3.3, each preferably have two different, opposite, equivalent conicities.
  • connection between the nacelle 18 and the chassis is rigid, so that the nacelle 18 or its center of gravity S is also pivoted.
  • Figure 4 shows a plan view of a switch 1 according to a first embodiment.
  • the sectional view of the switch 1 from Fig. 3 corresponds to level II in Fig. 4 .
  • the switch 1 has six rails 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6 and is designed in a so-called Y-shape.
  • a first rail 3.1 and a second rail 3.2 run essentially parallel and form the first track 4.1.
  • a third rail 3.3 and a fourth rail 3.4 also run essentially parallel and form a third track 4.3.
  • the second rail 3.2 and the third rail 3.3 run parallel to a fork 10 of the switch 1 and form a second track 4.2. In the area of the fork 10 changes the track width of the second track 4.2 and increases as the second rail 3.2 and the third rail 3.3, as from Fig. 4 can be seen to diverge.
  • the second rail 3.2 runs after the fork 10 essentially parallel to a fifth rail 3.5, which together form a fourth track 4.4.
  • the third rail 3.3 runs in the longitudinal direction L of the switch 1 after the fork 10 essentially parallel to the sixth rail 3.6 and forms a fifth track 4.5 with this.
  • the fifth rail 3.5 and the sixth rail 3.6 as shown in dashed lines in Fig. 4 is shown to be connected to each other.
  • the fifth rail 3.5 and the sixth rail 3.6 could also converge at this point or not converge.
  • Figure 5 shows a second exemplary embodiment of a switch 1.
  • This exemplary embodiment essentially corresponds to the first exemplary embodiment in FIG Fig. 4 , with the difference that the second lane 4.2 at the fork 10 essentially merges straight ahead into the fifth lane 4.5, whereas the fourth lane 4.4 branches off to the right. Accordingly, the second rail 3.2 up to the fork 10, the third rail 3.3 and the sixth rail 3.6 are aligned essentially parallel.
  • FIG. 11 shows, on an enlarged scale, a wheel set of the first exemplary embodiment of the chassis 11 according to FIG Figures 1 to 3 .
  • Such a wheel set has four wheels 13.1, 13.2, 13.3 and 13.4. All four wheels have tapered running surfaces.
  • the two middle wheels 13.2, 13.3 are double wheels, each of which has two treads that converge conically towards one another.
  • each of the wheels has flanges
  • the outer first wheel 13.1 has the flange 16.1
  • the outer fourth wheel 13.4 has the flange 16.4.
  • the two double wheels 13.2 and 13.3 each have two flanges, the middle second wheel 13.2 the flanges 16.2a and 16.2b and the middle third wheel 13.3 the flange 16.3a and the flange 16.3b.
  • the second wheel 13.2 and the third wheel 13.3 are connected to one another on a second wheelset shaft 14.2, preferably non-rotatably.
  • the first wheel 13.1 and the fourth wheel 13.4 are mounted on a first wheelset shaft 14.1.
  • the first wheel 13.1 is preferably connected to the fourth wheel 13.4 in a rotationally fixed manner, and the first wheel set shaft 14.1 is further preferred formed in one piece.
  • this first wheelset shaft 14.1 can preferably also consist of two shaft sections, on each of which one of the wheels 13.1, 13.4 is mounted.
  • the second wheelset shaft can preferably be designed as a hollow shaft in which the first wheelset shaft 14.1 runs.
  • the first wheelset shaft 14.1 and the second wheelset shaft 14.2 are preferably coupled via one or more gears 15.
  • the gearbox or gears are designed to reverse the direction of rotation between the first and fourth wheels 13.1, 13.4 on the one hand and the second and third wheels 13.2, 13.3 on the other hand.
  • the first and fourth wheels 13.1, 13.4 of the first wheelset shaft 14.1 and the second and third wheels 13.2, 13.3 of the second wheelset shaft 14.2 therefore preferably rotate at the same speed in the same direction.
  • the first wheelset shaft 14.1 and / or the second wheelset shaft 14.2 are designed in such a way that the first wheel 13.1 can be displaced outwards with respect to the second wheel 13.2, ie can be removed therefrom. It is also possible to push the fourth wheel 13.4 outwards from the third wheel 13.3, ie to remove it from it. This is in Fig. 6 indicated by the arrow pointing to the left. It can be seen that the fourth wheel 13.4 is further spaced from the third wheel 13.3 than the first wheel 13.1 is from the second wheel 13.2. The fourth wheel 13.4 is therefore in that control position that is also in Fig. 3 is shown and in which the fourth wheel 13.4 is in contact with a rail or can come into contact.
  • the first wheel 13.1 and / or the fourth wheel 13.4 are preferably moved in a motorized manner, with a hydraulic, pneumatic or mechanical mechanism preferably being able to be used.
  • FIG Figure 7 shows a second embodiment of the chassis 11 for a rail vehicle 2.
  • the second embodiment of FIG Figure 7 differs from the first embodiment according to FIG Figures 1 to 3 and 6th in that the first wheelset shaft 14.1 and the second wheelset shaft 14.2 are not arranged coaxially.
  • the first wheelset shaft 14.1 is rather offset parallel to the second wheelset shaft 14.2, the first wheelset shaft 14.1 and the second wheelset shaft 14.2 being held in their relative position by a support device 17, which is preferably part of the chassis 11.
  • the transmission 15 shows Fig. 7th two gears, which are each non-rotatably connected to the first wheelset shaft 14.1 and the second wheelset shaft 14.2 and which mesh with one another in such a way that the first wheelset shaft 14.1 and the second wheelset shaft rotate in opposite directions of rotation.
  • the second wheel and the third wheel which form the two middle wheels of the wheelset, are separated into two partial wheels each, which are mounted on the second wheelset shaft 14.2 at a distance from one another.
  • the running surfaces of the two partial wheels 13.2a, 13.2b of the second wheel preferably have conicities running in opposite directions.
  • the running surfaces of the two part wheels 13.3a, 13.3b of the third wheel preferably have opposite conicities.
  • the first wheel 13.1 and the fourth wheel 13.4 can be moved relative to the partial wheels 13.2a, 13.2b, 13.3a, 13.3b in such a way that they come into contact with laterally arranged rails or can roll on them.
  • first embodiment according to Fig. 6 and the second embodiment according to Fig. 7 can be combined or swapped with each other. So can the second embodiment Fig. 7 Have double wheels as middle wheels and vice versa.
  • first wheelset shaft 14.1 shifted in parallel with respect to the second wheelset shaft 14.2, and not be arranged concentrically.
  • the wheels of the first wheelset shaft 14.1 are inclined with respect to the wheels of the second wheelset shaft 14.2 or that the wheelset shafts 14.1, 14.2 are inclined with respect to one another.
  • FIG Fig. 7 a third embodiment of a switch 1 shown in cross section.
  • the cross section corresponds in principle to a cross section through the switch 1 at a position as shown in FIG Figures 4 and 5 is marked with II.
  • the switch 1 or the track, part of which the switch 1 is, has two second partial rails 3.2a, 3.2b instead of a second rail 3.2 and two third partial rails 3.3a, 3.3b instead of the third rail 3.3.
  • Each of these partial rails in turn has a rail head 5.2a, 5.2b, 5.3a, 5.3b on which the respective partial wheels of the second wheel 13.2a, 13.2b and of the third wheel 13.3a, 13.3b can run.
  • the third embodiment of the switch 1 from Figure 7 is therefore designed in such a way as to interact with a chassis 11 with split second wheels 13.2 and third wheels 13.3.
  • the second rail may be designed as a double rail in one piece with two rail heads 5.2a, 5.2b and also for the third rail to be designed accordingly. It is also preferably possible for the second rail and the third rail to be designed as very wide rails on which two second partial wheels 13.2a, 13.2b or third partial wheels 13.3a, 13.3b can run.
  • Fig. 7 how out Fig. 7 As can be seen, the fourth wheel 13.4 is shifted to the left, indicated by the arrow in the horizontal direction, and runs on the fourth rail 3.4. Does that drive in Fig. 7 illustrated chassis 11 in the Fig. 4 or Fig. 5 from the drawn position I in the longitudinal direction L of the respective switch, then with a course of the third rail 3.3 and the fourth rail 3.4, as shown in FIG Fig. 2 is shown, pushed down by reducing the distance d between the third rail 3.3 and the fourth rail 3.4 and the entire chassis 11 rotates around the contact point of the left part wheel 13.3b of the third wheel with the part rail 3.3b of the third rail. In this case, the landing gear 11 will assume a position as shown in FIG Fig. 3 is shown.
  • a force acts via the fourth wheel 13.4 on the fourth rail 3.4 in the direction R.1 and a second force acts on the partial rail 3.3b of the third rail in the direction R.2 via the partial wheel 13.3b of the third wheel.
  • the wheel-rail contact between the partial wheel 13.3b of the third wheel and the partial rail 3.3b of the third rail and the wheel-rail contact between the fourth wheel 13.4 and the fourth rail 3.4 each have an equivalent conicity. Since the two wheelset shafts 14.1, 14.2 are furthermore coupled in opposite directions via the transmission 15 in such a way that they rotate at the same speed, when the chassis 11 moves, FIG Direction of travel a sinusoidal run of the chassis 11 between the partial rail 3.3b of the third rail and the fourth rail 3.4, which by the stop of the flange 16.3b of the partial wheel 13.3b of the third wheel and the rail head 5.3b of the partial rail 3.3b of the third rail on the one hand and is limited by the flange 16.1 of the fourth wheel 13.4 and the fourth rail 3.4 or its rail head 5.4.
  • the landing gear 11 When moving in the longitudinal direction L of the switch, as in the Fig. 4 and 5 is indicated by the arrow, the landing gear 11 would be off Fig. 7 thus run in the switch 1 on the third lane 4.3, so that the chassis 11 would turn left in the switch 1 or at the fork 10 or continue straight ahead.
  • the third exemplary embodiment can also be combined with the first and second exemplary embodiments of the switch 1.
  • the first and second exemplary embodiments can also have double rails or two rail heads each.
  • a method 100 for operating a rail-bound traffic system which has a rail vehicle 2 with a chassis 11 according to one of the preceding exemplary embodiments and a track with a switch 1 according to one of the exemplary embodiments described above.
  • the interaction of the mechanism of the chassis 11 with the switch 1 causes the second wheel 13.2 or its partial wheels 13.2a, 13.2b or the third wheel 13.3 or its partial wheels 13.3a, 13.3b from the respective rail on which the wheels run , is lifted and after the fork 10 of the second lane 4.2, the fourth lane 4.4 and the fifth lane 4.5 is lowered again onto a new rail.
  • the method 100 preferably has the following work steps: moving 101.1 of the first wheel 13.1 of the wheel set 12 before or when entering the at least one switch 1 axially with respect to the second and third wheels 13.2, 13.3, in such a way that the first Wheel 13.1 on the first or fourth rail 13.1; 13.4 unrolls.
  • This rolling 102.1 of the first wheel 13.1 on the first rail 3.1 or the fourth rail 3.4 causes a pivoting 103.1 of the chassis 11 about a contact point of the tread of the second wheel 13.2 or the outer part wheel 13.2a of the second wheel in such a way that the third wheel 13.3; 13.3a, 13.3b and optionally the inner part wheel 13.3a of the third wheel of a respective rail 3.2; 3.3 is withdrawn 104.1.
  • the fourth wheel 13.4 of the wheel set 12 is moved axially outward with respect to the second and third wheels 13.2, 13.3 101.2 before or when entering the at least one switch 1, in such a way that the fourth wheel 13.4 each with the first or fourth rail 13.1, 13.4 unroll 102.2.
  • the rolling 102.2 of the fourth wheel 13.4 on the first rail 3.1 or the fourth rail 3.4 in the area of the switch 1 causes a pivoting 103.2 of the chassis 11 about a contact point of the tread of the third wheel 13.3 or the outer part wheel 13.3b of the third wheel in this way that the second wheel 13.2 or its partial wheels 13.2a, 13.3b and possibly the inner partial wheel of the third wheel 13.3a are lifted from a respective rail 3.2, 3.3.
  • These are also placed on a new rail after the fork 10 of the switch 1, so that the rail vehicle 2 now continues its movement on a different track by means of the central wheels.

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Abstract

Eine Weiche (1) für ein Gleis eines Schienenfahrzeugs (2), welche wenigstens vier Schienen (3.1,3.2,3.3,3.4) aufweist, wobei eine erste Schiene (3.1) und eine zweite Schiene (3.2) eine erste Spur (4.1) definieren, die zweite Schiene und eine dritte Schiene (3.3) eine zweite Spur (4.2) definieren und die dritte Schiene und eine vierte Schiene (3.4) eine dritte Spur (4.3) definieren, wobei die Spuren jeweils nicht überlappen, wobei Schienenköpfe (5.1,5.4) der ersten Schiene und der vierten Schiene in der Weise ausgerichtet sind, um eine Kraft von Rädern (13.1,13.4) einer ersten Welle (14.1) des Schienenfahrzeugs in eine erste Richtung (R.1) aufzunehmen, und wobei Schienenköpfe (5.2,5.3) der zweite Schiene und der dritten Schiene in der Weise eingerichtet sind, um eine Kraft von Rädern (13.2,13.3) einer zweiten Welle (14.2) des Schienenfahrzeugs an einer, der ersten Richtung wenigstens im Wesentlichen entgegengesetzten, zweiten Richtung (R.2) aufzunehmen. Darüber hinaus gibt es auch ein Verfahren zum Betreiben eines schienengebundenen Verkehrssystems mit der Weiche.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Weiche für ein Gleis eines Schienenfahrzeugs, welche wenigstens vier Schienen aufweist, wobei eine erste Schiene und eine zweite Schiene eine erste Spur definieren, die zweite Schiene und eine dritte Schiene eine zweite Spur definieren und die dritte Schiene und eine vierte Schiene eine dritte Spur definieren, wobei die Spuren jeweils nicht überlappen.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, das auf einem schienengebundenen Verkehrssystem mit der erfindungsgemäßen Weiche verkehren kann und ein Verfahren zum Betrieb eines schienengebundenen Verkehrssystems mit einer solchen Weiche.
  • Weltweit sind verschiedenste schienengebundene Verkehrssysteme im Einsatz, sowohl für den Personentransport als auch für den Warentransport. Beispielsweise verkehren in vielen Ländern Eisenbahnen, deren Gleise zwei Schienen aufweisen, welche in einer definierten Spurweite voneinander angeordnet sind und parallel verlaufen. An Verzweigungen eines Schienennetzes sind Weichen angeordnet, an welchen das jeweilige Schienenfahrzeug abbiegen kann. Im Normalfall sind solche Weichen mit beweglichen Weichenzungen versehen, durch deren jeweilige Stellung die Richtung vorgegeben werden kann, in welche das Schienenfahrzeug an der Weiche, welche an einer Gabelung des Gleises angeordnet ist, abbiegt. Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein schienengebundenes Verkehrssystem bereitzustellen, welches eine geringe Störungsanfälligkeit aufweist. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, hierfür Weichen eines solchen schienengebundenen Verkehrssystems zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Weiche für ein Gleis eines Schienenfahrzeugs, ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, welches geeignet ist, mit einer solchen Weiche zusammenzuwirken, sowie ein Verfahren zum Betrieb eines schienengebundenen Verkehrssystems gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beansprucht.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Weiche für ein Gleis eines Schienenfahrzeugs, welche wenigstens vier Schienen aufweist, wobei eine erste Schiene und eine zweite Schiene eine erste Spur definieren, die zweite Schiene und eine dritte Schiene eine zweite Spur definieren und die dritte Schiene und eine vierte Schiene eine dritte Spur definieren, wobei die Spuren jeweils nicht überlappen, wobei Schienenköpfe der ersten Schiene und der vierten Schiene in der Weise ausgerichtet sind, um eine Kraft von Rädern einer ersten Welle des Schienenfahrzeugs in eine erste Richtung aufzunehmen, und wobei Schienenköpfe der zweite Schiene und der dritten Schiene in der Weise eingerichtet sind, um eine Kraft von Rädern einer zweiten Welle des Schienenfahrzeugs an einer, der ersten Richtung wenigstens im Wesentlichen entgegengesetzten, zweiten Richtung aufzunehmen.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, welches wenigstens einen Radsatz mit wenigstens drei Rädern aufweist, wobei wenigstens ein erstes Rad auf einer ersten Radsatzwelle montiert ist, wobei ein zweites Rad und ein drittes Rad auf einer zweiten Radsatzwelle gegeneinander drehfest montiert sind, wobei Räder der ersten Radsatzwelle in der Weise ausgerichtet sind, um eine Kraft in einer ersten Richtung auf Schienen abzustützen und wobei Räder der zweiten Radsatzwelle in der Weise ausgerichtet sind, um eine Kraft in einer zweiten Richtung auf Schienen abzustützen, wobei die erste Richtung und die zweite Richtung entgegengesetzt sind.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit dem Fahrwerk nach dem dritten Aspekt der Erfindung.
  • Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein schienengebundenes Verkehrssystem mit einer Weiche nach dem ersten Aspekt der Erfindung und einem Schienenfahrzeug nach dem dritten Aspekt der Erfindung, wobei die Schienenköpfe einer zweiten Schiene und einer dritten Schiene in der Weise ausgerichtet sind, dass ein Rad des Schienenfahrzeugs durch die Schwerkraft auf einem jeweiligen Schienenkopf aufliegt, wobei die Schienenköpfe einer ersten Schiene und einer vierten Schiene in der Weise ausgerichtet sind, dass ein Rad eines Schienenfahrzeugs durch die Schwerkraft von einem jeweiligen Schienenkopf abhebt.
  • Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines schienengebundenen Verkehrssystems nach dem vierten Aspekt der Erfindung, wobei ein Abrollen eines ersten Rades auf einer ersten Schiene oder einer vierten Schiene im Bereich wenigstens einer Weiche ein Schwenken eines Radsatzes um einen Kontaktpunkt einer Lauffläche eines zweiten Rades, insbesondere dessen äußeren Teilrades, in der Weise bewirkt, dass ein drittes Rad von einer jeweiligen Schiene abgehoben wird, und ein Abrollen eines vierten Rades auf der ersten Schiene oder der vierten Schiene im Bereich der wenigstens einen Weiche ein Schwenken des Radsatzes um einen Kontaktpunkt einer Lauffläche des dritten Rades, insbesondere dessen äußeren Teilrades, in der Weise bewirkt, dass das zweite Rad von der jeweiligen Schiene abgehoben wird.
  • Eine Schiene im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein lineares Trag- und Führungselement, wobei Schienen zueinander im Abstand einer Spurweite angeordnet sind und Teil eines Fahrwegs für Schienenfahrzeuge sind. Vorzugsweise laufen auf den Schienen Räder von Schienenfahrzeugen.
  • Eine Spur im Sinne der Erfindung wird vorzugsweise durch zwei Schienen gebildet, welche im Abstand einer Spurweite angeordnet sind. Außerhalb einer Weiche sind die Schienen einer Spur im Allgemeinen wenigstens im Wesentlichen parallel.
  • Ein Schienenkopf im Sinne der Erfindung weist vorzugsweise jene Schienenoberfläche auf, auf welcher in einem bestimmungsgemäßen Gebrauch Räder des Schienenfahrzeugs laufen.
  • Ein Radsatz im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die zu diesem gehörigen Räder alle an einer einzigen Basis befestigt sind. Weiter vorzugsweise sind die Räder auf wenigstens im Wesentlichen parallelen Radwellen angeordnet, deren relative Ausrichtung sich im Fahrbetrieb des Fahrwerks nicht verändert.
  • Ein Koppeln von Radsatzwellen im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein Betreiben der Radsatzwellen in einer gegenseitigen Abhängigkeit, insbesondere in Bezug auf die Drehzahl und/oder das Drehmoment. Die Kopplung kann vorzugsweise durch eine Steuerung, beispielsweise eines Antriebs oder durch eine mechanische Kopplung, insbesondere über ein Getriebe, erfolgen.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein schienengebundenes Verkehrssystem dadurch weniger störanfällig gemacht werden kann, indem dieses Weichen aufweist, welche ohne bewegliche Teile auskommen. Solche beweglichen Teile bilden nämlich sowohl von mechanischer bzw. elektro-mechanischer Seite, als auch von elektronischer Seite eine Schwachstelle eines schienengebundenen Verkehrssystems. Dies gilt insbesondere dann, wenn Weichen der Witterung ausgesetzt sind.
  • Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem zusätzlich zu zwei Schienen, erfindungsgemäß zweite und dritte Schiene genannt, welche übliche Laufschienen für ein Schienenfahrzeug aus dem Stand der Technik bilden, zwei weitere Schienen hinzukommen, erfindungsgemäß erste und vierte Schiene genannt, welche eine Kraft in entgegengesetzte Richtung wie die erste und zweite Schiene aufnehmen bzw. abstützen können.
  • Hierdurch kann sich ein Schienenfahrzeug auf der Weiche in der Weise an der ersten oder vierten Schiene und einer der ersten oder zweiten Schienen, welche die Laufschienen bilden, abstützen, dass es eine stabile Fahrposition einnimmt, bei welcher ein Schwerpunkt des Schienenfahrzeugs außerhalb der von der ersten und zweiten Schiene gebildeten ersten Spur oder außerhalb der von der dritten und vierten Schiene gebildeten zweiten Spur liegt.
  • Hierdurch ist es möglich, die Räder eines Radsatzes des Schienenfahrzeugs, welche in einer Radebene liegen, von jeweils einer der ersten oder zweiten Schienen, welche die zweite Spur als Laufschienen bilden, abzuheben. Daher kann jener Bereich einer Weiche, in welchem die Räder eines Schienenfahrzeugs die Laufschienen verlassen und welcher bei üblichen Schienensystemen mit einer Schienenzunge und einer Zwischenschiene überbrückt wird, durchfahren werden, indem sich das Schienenfahrzeug auf den ersten und zweiten Schienen der ersten Spur oder den dritten und vierten Schienen der dritten Spur abstützt.
  • Auf diese Weise können Schienenzungen und Zwischenschienen sowie Gelenke am Zungenende und Stellmotoren sowie Elektrik und Elektronik zur Steuerung solcher Stellmotoren zur Veränderung der Position der Schienenzunge oder Schienenzungen eingespart werden. Diese Komponenten erhöhen im Normalfall die Störungsanfälligkeit einer Weiche und mithin eines Schienenverkehrssystems beträchtlich. Daher stellen Weichen stets Schwachpunkte eines solchen Schienenverkehrssystems dar.
  • Da die Richtung, welche ein Schienenfahrzeug an einer Weiche einschlägt, erfindungsgemäß nicht durch die Weiche vorgegeben wird, betrifft die Erfindung auch ein Fahrwerk für ein Schienenfahrzeug, mit welchem eine Fahrtrichtungswahl auf einer erfindungsgemäßen Weiche möglich ist.
  • Das erfindungsgemäße Fahrwerk zeichnet sich dadurch aus, dass zwei Radsatzwellen in der Weise angeordnet und miteinander gekoppelt sind, dass diese auf zwei Schienen laufen können, welche Kräfte in entgegengesetzte Richtungen aufnehmen. Hierdurch kann das Schienenfahrzeug auf einer Spur fahren bzw. von einer Spur geführt werden, welche nicht im Sinne der Schwerkraft über oder unter dem Schwerpunkt des Schienenfahrzeugs angeordnet ist. Mithin kann der Schwerpunkt in horizontaler Richtung außerhalb dieser Spur liegen. Ein Fahrwerk des Schienenfahrzeugs kann daher von einer Schiene, welche zu einer Spur gehört, die nicht weitergefahren werden soll, abgehoben werden und auf eine neue Schiene, welche zu der neu zu befahrenden Spur gehört, wieder abgesetzt werden.
  • Hierdurch kann das Gleis an sich ohne bewegliche Bauteile ausgeführt werden, da das Umsetzen von Rädern des Fahrwerks des Schienenfahrzeugs nicht durch die Weiche realisiert wird. Erfindungsgemäß betreibt das Schienenfahrzeug aktiv die Auswahl der Fahrtrichtung an einer Weiche, wohingegen die Schiene nur passiv beim Aufgleisen und Abgleisen mit dem Schienenfahrzeug zusammenwirkt. Dadurch, dass keine beweglichen Teile an der Schiene vorgesehen sind, entfällt eine wesentliche Störungsquelle gegenüber herkömmlichen schienengebundenen Verkehrssystemen. Dort stellt die Weiche durch mechanische, thermische und Witterungseinflüsse auf die beweglichen Bauteile bzw. deren Störung nämlich eine wesentliche Fehlerquelle dar. Zudem können erfindungsgemäße Weichen und mit den dafür vorgesehenen Schienenfahrzeugen mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit als herkömmliche Weichen befahren werden. Auch der Fahrkomfort an sich ist höher, da keine mechanischen Schnittstellen zwischen verschiedenen Spuren überwunden werden müssen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Weiche vergrößert sich eine Spurweite der zweiten Spur in Längsrichtung der Weiche. Durch das Vergrößern der zweiten Spurweite im Bereich der Weiche kann die zweite Spur in eine vierte und eine fünfte Spur überführt werden, wobei jeweils wenigstens eine Schiene der zweiten Spur in der vierten und in der fünften Spur fortgeführt wird. Hierdurch wird eine besonders einfache Gabelung an einer Weiche realisiert.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Weiche weisen Schienenköpfe der ersten Schiene und der vierten Schiene wenigstens im Wesentlichen entgegengesetzt der ersten Richtung weisen, und wobei Schienenköpfe der zweiten Schiene und der dritten Schiene wenigstens im Wesentlichen entgegengesetzt der zweiten Richtung weisen.. In dieser Ausgestaltung sind die Schienenköpfe der ersten und der vierten Schiene in entgegengesetzter Ausrichtung wie die Schienenköpfe der zweiten Schiene und der dritten Schiene ausgerichtet. Hierdurch können die, in entgegengesetzte Richtung gerichtete, Kräfte besonders gut, insbesondere ohne ein Erzeugen eines Hebels an den Schienen, abgestützt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Weiche sind die Schienenköpfe der zweiten Schiene und der dritten Schiene in der Weise ausrichtbar, dass ein Rad eines Schienenfahrzeugs durch die Schwerkraft auf dem jeweiligen Schienenkopf aufliegt, und die Schienenköpfe der ersten Schiene und der vierten Schiene sind gleichzeitig in der Weise ausrichtbar, dass ein Rad eines Schienenfahrzeugs durch die Schwerkraft von dem jeweiligen Schienenkopf abhebt. Durch diese Ausgestaltung lässt sich das Abgleisen von Rädern eines Schienenfahrzeugs von der ersten Schiene oder von der vierten Schiene beim Abbiegen in einer Weiche besonders einfach realisieren.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Weiche bildet die zweite Schiene mit einer fünften Schiene eine vierte Spur und die dritte Schiene bildet mit einer sechsten Schiene eine fünfte Spur, wobei die vierte Spur und die fünfte Spur nicht untereinander, aber jeweils mit der zweiten Spur überlappen, in der Weise, dass die zweite Spur mit der vierten Spur und der fünften Spur eine Gabelung der Weiche bildet. Durch das Weiterführen der zweiten Schiene und der dritten Schiene über eine Gabelung der Weiche hinaus kann ein Abbiegen von Zügen an der Weiche realisiert werden, ohne dass das Schienenfahrzeug einen mechanischen Übergang zwischen zwei Schienen überrollen muss. Hierdurch wird ein hoher Komfort auch beim Überfahren einer Weiche gewährleistet und hohe Geschwindigkeiten können im Bereich der Weiche realisiert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Weiche treffen die fünfte Schiene und die sechste Schiene an der Gabelung der Weiche zusammen. Hierdurch kann eine hohe mechanische Stabilität der vierten Spur und der fünften Spur im Bereich der Weiche gewährleistet werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Weiche liegen die zweite Schiene und die dritte Schiene in einer Ebene, wobei sich ein jeweiliger Abstand der ersten Schiene und/oder der vierten Schiene von der ebenen Längsrichtung der Weiche verändert. Durch eine Veränderung des Abstands zwischen Schienen mit verschiedener Ausrichtung kann eine Steuerbewegung eines Schienenfahrzeugs hervorgerufen werden, ohne dass eine mechanische Betätigung durch Aktoren der Schienen, insbesondere zur Veränderung von deren Abstand, nötig ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Weiche wird der jeweilige Abstand der ersten Schiene und/oder der vierten Schiene von der Ebene in Längsrichtung der Weiche zunächst verringert und dann wieder vergrößert. Hierdurch wird ein kontinuierlicher und sanfter Übergang zwischen zwei Spuren beim Abbiegen auf der Weiche gewährleistet. Vorzugsweise verringert sich der jeweilige Abstand der ersten Schiene und/oder der vierten Schiene von der Ebene in Längsrichtung der Weiche zur Gabelung hin jeweils.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der jeweilige Abstand der ersten Schiene und/oder der vierten Schiene von der Ebene in Längsrichtung der Weiche im Bereich der Gabelung wenigstens im Wesentlichen konstant.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Weiche sind die Schienen eines Schienenpaares, welche zusammen eine Spur bilden, zueinander geneigt, bevorzugt mit einer Neigung zwischen 1:40 und 1:20, bevorzugter mit einer Neigung von 1:30.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die wenigstens vier Schienen der Weiche ein H-Profil auf, wobei ein erster T-Abschnitt des H-Profils jeweils den Schienenkopf bildet und ein zweiter T-Abschnitt des H-Profils hierbei den Schienenfuß bildet. H-Profile von Schienen sind besonders stabil in Bezug auf ihre Trag- und Führungsfunktion.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Weiche weisen die zweite Schiene und die dritte Schiene jeweils zwei Schienenköpfe auf, wobei die erste Spur mit dem der ersten Schiene zugewandten Schienenkopf, die zweite Spur zwischen einander zugewandten Schienenköpfe der zweiten Schiene und der dritten Schiene und die dritte Spur mit dem der vierten Schiene zugewandten Schienenkopf der dritten Schiene gebildet wird. Durch das Vorsehen von zwei Schienenköpfen können an einem Fahrwerk eines Schienenfahrzeugs zwei weitere Räder vorgesehen werden, welche die Kinematik des Schienenfahrzeugs bei der Bewegung auf der Schiene verbessern.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Weiche weisen die fünfte Schiene und die sechste Schiene jeweils zwei Schienenköpfe auf, wobei die vierte Spur mit dem der zweiten Schiene zugewandten Schienenkopf und die fünfte Spur mit dem der dritten Schiene zugewandten Schienenkopf gebildet wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die zweite Schiene sowie die dritte Schiene und/oder die fünfte Schiene sowie die sechste Schiene jeweils zwei separate Teilschienen auf, welche wiederum jeweils einen der zwei Schienenköpfe tragen. Das Vorsehen von separaten Teilschienen ermöglicht eine besonders stabile Konstruktion eines Gleises bzw. einer Weiche dieses Gleises.
  • Alternativ kann eine Schiene mit zwei Schienenköpfen auch als eine Art Doppelschiene ausgebildet sein, bei der eine Schienenkonstruktion jeweils zwei Schienenköpfe trägt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Weiche weist diese keine beweglichen Teile auf.
  • Die im Vorhergehenden in Bezug auf die Weiche gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung beschriebenen Vorteile und Merkmale gelten entsprechend auch für die anderen Aspekte der Erfindung und umgekehrt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Fahrwerks sind die erste Radsatzwelle und die zweite Radsatzwelle wenigstens im Wesentlichen parallel angeordnet.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines Fahrwerks sind die erste Radsatzwelle und die zweite Radsatzwelle in der Weise, insbesondere über ein Getriebe, gekoppelt sind, dass sich die Radsatzwellen mit einer definierten Übersetzung in entgegengesetzter Richtung drehen, insbesondere mit gleicher Drehzahl.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines Fahrwerks weist der Radsatz ein viertes Rad auf, wobei das erste Rad und das vierte Rad äußere Räder des Radsatzes bilden und wobei das zweite Rad und das dritte Rad mittlere Räder des Radsatzes bilden. Das Vorsehen eines vierten Rades ermöglicht es, dass ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Fahrwerk an einer Weiche in zwei Richtungen abbiegen kann. Vorzugsweise ist das vierte Rad ebenfalls auf der ersten Radsatzwelle montiert und mithin drehfest mit dem ersten Rad verbunden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Fahrwerks sind jeweils zwei benachbarte Räder in der Weise ausgebildet, dass deren Rad-Schiene-Kontakte zueinander wenigstens eine umgekehrt äquivalente Konizität aufweisen, und dass wenigstens das zweite Rad und/oder das dritte Rad, welche jeweils ein mittleres Rad des Radsatzes bilden, einen Doppelspurkranz aufweisen. Durch das Vorsehen der umgekehrten äquivalenten Konizität zwischen benachbarten Rädern kann, wenn diese gleichzeitig auf Schienen einer Spur laufen, ein Sinuslauf des Fahrwerks auf dem Gleis der Fahrspur erfolgen. Die Bewegung des Fahrwerks in der Form eines sogenannten Sinuslaufs erzeugt eine besonders komfortable Art der Fortbewegung des Fahrwerks auf dem jeweiligen Gleis. Die genaue Ausbildung der Konizität und der Spurkränze der Räder sowie der Schienenköpfe, um im Fahrbetrieb den Sinuslauf zu erreichen, ist dem Fachmann bekannt. Hierzu existiert eine große Anzahl von Veröffentlichungen und Lehrbüchern.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Fahrwerks weist das zweite Rad oder die zweiten und dritten Räder jeweils zwei Teilräder auf, welche jeweils eine umgekehrte äquivalente Konizität und jeweils einen Spurkranz, welcher auf einer dem jeweils anderen Teilrad abgewandten Seite liegt, aufweisen. Diese zwei Spurkränze auf den Teilrädern bilden vorzugsweise den Doppelspurkranz. Durch das Vorsehen von zwei Teilrädern können die Kontaktpunkte der konischen Laufflächen der Räder mit den Schienen besser kontrolliert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Fahrwerks sind das erste Rad oder die ersten und vierten Räder koaxial zur ersten Radsatzwelle angeordnet. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders platzsparende Ausgestaltung eines Radsatzes und damit auch eines Fahrwerks.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Fahrwerks können das erste Rad oder die ersten und vierten Räder in axialer Richtung der Radsatzwellen, insbesondere gemeinsam, verschoben werden.
  • Durch das Verschieben kann beeinflusst werden, ob eines der Räder auf einer Schiene abrollt oder nicht. Letztendlich kann durch das Verschieben die Richtungswahl des Fahrwerks an einer Weiche beeinflusst werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Fahrwerks sind die erste Radsatzwelle und/oder die zweite Radsatzwelle motorisch antreibbar.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Schienenfahrzeugs liegt ein Schwerpunkt S des Schienenfahrzeugs in betriebsbereiter Stellung unterhalb des Fahrwerks, insbesondere in Bezug auf eine Richtung einer Gravitationsbeschleunigung, wobei insbesondere eine Kabine unterhalb des Fahrwerks angeordnet ist. Diese Anordnung einer aufgehängten oder pendelnden Kabine führt zu einer besonders hohen Formstabilität des Schienenfahrzeugs auf einem Gleis.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des schienengebundenen Verkehrssystems liegt ein Schwerpunkt des Schienenfahrzeugs in wenigstens einem Teilbereich der Weiche in horizontaler Richtung außerhalb jener Spur, auf welcher das Schienenfahrzeug fährt. Durch das Führen des Schienenfahrzeugs auf einer Spur, welche versetzt zum Schwerpunkt liegt, kann das Fahrzeug aus einer Spur, in deren Bereich der Schwerpunkt S liegt, ausgekoppelt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des schienengebundenen Verkehrssystems sind die erste und/oder die erste und die vierte Schiene ausschließlich im Bereich der wenigstens einen Weiche vorhanden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das zweite Rad oder das dritte Rad beim Einfahren in die wenigstens eine Weiche von der jeweiligen Schiene abgehoben und nach einer Gabelung der Spuren in der wenigstens einen Weiche wieder auf eine jeweils neue Schiene abgesenkt. Hierdurch kann eine besonders komfortable Auskopplung bzw. Abgleisung des Fahrwerks eines Schienenfahrzeugs von einer Spur realisiert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfahren das erste Rad oder das vierte Rad im Bereich der Gabelung wenigstens im Wesentlichen keine Veränderung ihrer Position in vertikaler Richtung.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das erste Rad und/oder das vierte Rad des Radsatzes vor oder beim Einfahren in die wenigstens eine Weiche axial in Bezug auf die zweiten und dritten Räder bewegt, in der Weise, dass das erste Rad und/oder das vierte Rad jeweils auf der ersten oder vierten Schiene abrollen. Hierdurch kann eine Richtungswahl an einer Weiche getroffen werden, ohne dass die Weiche selbst bewegliche Teile aufweist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das erste Rad vor oder beim Einfahren in die wenigstens eine Weiche drehfest mit dem zweiten Rad gekoppelt oder das vierte Rad wird vor oder beim Einfahren in die wenigstens eine Weiche drehfest mit dem dritten Rad gekoppelt, wobei die gekoppelten Räder jeweils entgegengesetzte Rotationsrichtungen aufweisen. Hierdurch wird erreicht, dass ein Sinuslauf bei Benutzen der ersten oder der dritten Spur realisiert werden kann, ohne dass das erste Rad oder das vierte Rad dauerhaft im Fahrbetrieb des Schienenfahrzeugs mitbetrieben werden müssen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Bezug auf die Figuren. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:
    • Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeugs im Bereich einer Weiche gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels in einer Draufsicht von oben;
    • Figur 2 das erste Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeugs im Bereich einer Weiche gemäß des ersten Ausführungsbeispiels in einer Seitenansicht;
    • Figur 3 das erstes Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeugs im Bereich einer Weiche gemäß des ersten Ausführungsbeispiels in einer Frontalansicht;
    • Figur 4 das erste Ausführungsbeispiel einer Weiche in Draufsicht;
    • Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Weiche in Draufsicht;
    • Figur 6 ein Radsatz eines Fahrwerks gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels in Draufsicht;
    • Figur 7 ein Radsatz eines Fahrwerks gemäß eines zweites Ausführungsbeispiels, welches sich im Bereich einer Weiche gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels befindet, in Draufsicht; und
    • Figur 8 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben eines schienengebundenen Verkehrssystems.
  • Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeugs 2 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels im Bereich einer Weiche 1, ebenfalls gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Bei Figur 1 handelt es dabei sich um eine Draufsicht auf die Weiche 1 und das Schienenfahrzeug 2 von oben.
  • Das Gleis weist im Bereich der Weiche 1 vier Schienen 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 auf, welche in Fig. 1 im Wesentlichen parallel verlaufen.
  • Der Radsatz des Schienenfahrzeugs 1 weist sechzehn Räder auf, von welchen jeweils die mittleren Räder auf den Schienen 3.2 und 3.3 laufen. Des Weiteren sind in der in dem Bild dargestellten Situation die linken äußeren Räder des Radsatzes in Richtung des Pfeils ausgefahren, um mit der rechten, vierten Schiene 3.4 in Eingriff zu kommen. Die jeweils rechten Räder des Radsatzes sind dagegen von der rechten, ersten Schiene 3.1 beabstandet. Eine Gondel 18 des Schienenfahrzeugs 2, welche strichliert dargestellt ist, befindet sich unterhalb des Fahrwerks 11. Die mittleren Räder der Radsätze weisen jeweils zwei äußere Spurkränze auf, die jeweils äußeren Räder der Radsätze lediglich einen Spurkranz.
  • Figur 2 stellt die Anordnung von Fig.1 in Draufsicht von der linken Seite dar.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, laufen die äußeren Räder des Radsatzes des Fahrwerks 11 in der Weiche 1 auf der oberen vierten Schiene 3.4, wohingegen die weiter innen angeordneten Räder des Fahrwerks 11 koaxial zu den äußeren Rädern angeordnet sind und auf der unteren dritten Schiene 3.3 laufen. Die Gondel 18 des Schienenfahrzeugs 2 ist unterhalb des Fahrwerks 11 aufgehängt, sodass sich der Schwerpunkt S des Schienenfahrzeugs 2 ebenfalls unterhalb des Fahrwerks 11 befindet. In Figur 2 ist auch ersichtlich, dass sich ein Abstand d zwischen der unteren dritten Schiene 3.3 und der oberen, vierten Schiene 3.4 im Bereich der Weiche um eine Differenz Δ verändert.
  • Durch die Veränderung des Abstands d wird das Fahrwerk 11 des Schienenfahrzeugs 2, wie in der Draufsicht auf das Schienenfahrzeug 2 und die Weiche 1 in Figur 3 dargestellt, um eine Achse in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs 2 geschwenkt, wenn das Schienenfahrzeug 2 darüber fährt. Dies beruht darauf, dass die in Richtung des dargestellten Pfeils ausgefahrenen äußeren Räder des Radsatzes im Bereich der Weiche mit der oberen vierten Schiene 3.4 in Eingriff kommen und, wenn sie die Weiche 1 durchfahren, durch die Verringerung des Abstands d zwischen der unteren dritten Schiene 3.3 und der oberen vierten Schiene 3.4 nach unten gedrückt werden. Hierdurch ergibt sich am Schienenkopf der unteren dritten Schiene 3.3 eine Drehachse für das Fahrwerk 11, wodurch dessen Räder, welche auf der zweiten Schiene 3.2 laufen, entgegen der Schwerkraft abgehoben werden. Die geschwenkte Position des Fahrwerks 11 ist in Fig. 3 gezeigt.
  • Die Gondel 18 ist hierbei mit dem Fahrwerk 11 entweder starr verbunden oder kann wenigstens um eine Achse in Bewegungsrichtung des Schienenfahrzeugs 2 pendeln. Im letzteren Fall kann die Gondel in Fig. 3 nach links und rechts pendeln, wie durch Pfeile angedeutet.
  • Da der Schwerpunkt S nun außerhalb einer dritten Spur liegt, welche durch die untere dritte Schiene 3.3 und die obere vierte Schiene 3.4 gebildet wird, liegt, ergibt sich ein mechanischer Hebel, welcher das Schienenfahrzeug 2 gegenüber den Schienen 3.3 und 3.4 in einer stabilen Position hält.
  • Wie in Fig. 1 und Fig. 3 angedeutet, weisen die Räder des Radsatzes jeweils Rad-Schiene-Kontakte auf, die eine äquivalente Konizität ausbilden. Benachbarte Räder des gezeigten Radsatzes weisen dabei vorzugsweise jeweils wenigstens eine umgekehrte äquivalente Konizität auf. Die mittleren Räder, welche auf der zweiten Schiene 3.2 und der dritten Schiene 3.3 laufen, weisen dabei jeweils vorzugsweise zwei verschiedene, entgegengesetzte äquivalente Konizitäten auf.
  • Gemäß Fig. 3 ist die Verbindung zwischen Gondel 18 und Fahrwerk starr ausgebildet, so dass die Gondel 18. bzw. dessen Schwerpunkt S ebenfalls geschwenkt wird.
  • Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Weiche 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Schnittansicht der Weiche 1 aus Fig. 3 entspricht dabei der Ebene I-I in Fig. 4.
  • Die Weiche 1 weist sechs Schienen 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6 auf und ist in einer sogenannten Y-Form ausgebildet. In dieser Y-Form verlaufen eine erste Schiene 3.1 und eine zweite Schiene 3.2 im Wesentlichen parallel und bilden die erste Spur 4.1. Auch eine dritte Schiene 3.3 und eine vierte Schiene 3.4 verlaufen im Wesentlichen parallel und bilden eine dritte Spur 4.3. Die zweite Schiene 3.2 und die dritte Schiene 3.3 verlaufen parallel bis zu einer Gabelung 10 der Weiche 1 und bilden eine zweite Spur 4.2. Im Bereich der Gabelung 10 verändert sich die Spurweite der zweiten Spur 4.2 und nimmt zu, da die zweite Schiene 3.2 und die dritte Schiene 3.3, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, auseinanderlaufen.
  • In Längsrichtung L, welche durch den Pfeil in Fig. 4 angedeutet ist, verläuft die zweite Schiene 3.2 nach der Gabelung 10 im Wesentlichen parallel zu einer fünften Schiene 3.5, welche zusammen eine vierte Spur 4.4 bilden. Die dritte Schiene 3.3 verläuft in Längsrichtung L der Weiche 1 nach der Gabelung 10 im Wesentlichen parallel zur sechsten Schiene 3.6 und bildet mit dieser eine fünfte Spur 4.5. im Bereich der Gabelung können die fünfte Schiene 3.5 und die sechste Schiene 3.6, wie strichliert in Fig. 4 dargestellt ist, miteinander verbunden sein. Alternativ könnten die fünfte Schiene 3.5 und die sechste Schiene 3.6 an dieser Stelle auch spitz zusammenlaufen oder nicht zusammenlaufen.
  • Figur 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Weiche 1. Im Wesentlichen entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 4, mit dem Unterschied, dass die zweite Spur 4.2 an der Gabelung 10 im Wesentlichen geradeaus in die fünfte Spur 4.5 übergeht, wohingegen die vierte Spur 4.4 nach rechts abzweigt. Dementsprechend sind die zweite Schiene 3.2 bis zur Gabelung 10, die dritte Schiene 3.3 und die sechste Schiene 3.6 im Wesentlichen parallel ausgerichtet.
  • Figur 6 zeigt vergrößert einen Radsatz des ersten Ausführungsbeispiels des Fahrwerks 11 gemäß der Figuren 1 bis 3.
  • Ein solcher Radsatz weist vier Räder 13.1, 13.2, 13.3 und 13.4 auf. Alle vier Räder weisen konisch zulaufende Laufflächen auf. Die beiden mittleren Räder 13.2, 13.3 sind hierbei Doppelräder, welche jeweils zwei gegeneinander konisch zusammenlaufende Laufflächen aufweisen. Darüber hinaus hat jedes der Räder Spurkränze, das äußere erste Rad 13.1 den Spurkranz 16.1, das äußere vierte Rad 13.4 den Spurkranz 16.4. Die beiden Doppelräder 13.2 und 13.3 weisen jeweils zwei Spurkränze auf, das mittlere zweite Rad 13.2 die Spurkränze 16.2a und 16.2b sowie das mittlere dritte Rad 13.3 den Spurkranz 16.3a und den Spurkranz 16.3b.
  • Das zweite Rad 13.2 und das dritte Rad 13.3 sind auf einer zweiten Radsatzwelle 14.2, vorzugsweise drehfest, miteinander verbunden. Das erste Rad 13.1 und das vierte Rad 13.4 sind auf einer ersten Radsatzwelle 14.1 montiert. Vorzugsweise ist das erste Rad 13.1 mit dem vierten Rad 13.4 drehfest verbunden, weiter vorzugsweise ist die erste Radsatzwelle 14.1 einstückig ausgebildet. Alternativ kann diese erste Radsatzwelle 14.1 vorzugsweise aber auch aus zwei Wellenabschnitten bestehen, auf welchen jeweils eines der Räder 13.1, 13.4 montiert ist. Vorzugsweise kann die zweite Radsatzwelle als Hohlwelle ausgebildet sein, in welcher die erste Radsatzwelle 14.1 verläuft. Des Weiteren sind die erste Radsatzwelle 14.1 und die zweite Radsatzwelle 14.2 vorzugsweise über ein oder mehrere Getriebe 15 gekoppelt. Das bzw. die Getriebe sind in der Weise ausgebildet, um eine Umkehr der Drehrichtung zwischen dem ersten und vierten Rad 13.1, 13.4 einerseits und dem zweiten und dritten Rad 13.2, 13.3 andererseits zu bewirken. Vorzugsweise drehen das erste und vierte Rad 13.1,13.4 der ersten Radsatzwelle 14.1 und das zweite und dritte Rad 13.2, 13.3 der zweiten Radsatzwelle 14.2 daher mit gleicher Drehzahl in die gleiche Richtung.
  • Die erste Radsatzwelle 14.1 und/oder die zweite Radsatzwelle 14.2 sind in der Weise ausgebildet, dass das erste Rad 13.1 in Bezug auf das zweite Rad 13.2 nach außen verschoben werden kann, d. h. von diesem entfernt werden kann. Desgleichen ist es möglich, das vierte Rad 13.4 von dem dritten Rad 13.3 nach außen zu schieben, d. h. von diesem zu entfernen. Dies ist in Fig. 6 durch den Pfeil nach links angedeutet. Es ist erkennbar, dass das vierte Rad 13.4 weiter vom dritten Rad 13.3 beabstandet ist als das erste Rad 13.1 vom zweiten Rad 13.2. Das vierte Rad 13.4 befindet sich mithin in jener Steuerposition, die auch in Fig. 3 dargestellt ist und in welcher das vierte Rad 13.4 mit einer Schiene in Kontakt ist bzw. in Kontakt kommen kann.
  • Das Verschieben des ersten Rades 13.1 und/oder des vierten Rades 13.4 erfolgt vorzugsweise motorisiert, wobei vorzugsweise ein hydraulischer, pneumatischer oder mechanischer Mechanismus zum Einsatz kommen kann.
  • Figur 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Fahrwerks 11 für ein Schienenfahrzeug 2. Das zweite Ausführungsbeispiel der Figur 7 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 bis 3 und 6 dadurch, dass die erste Radsatzwelle 14.1 und die zweite Radsatzwelle 14.2 nicht koaxial angeordnet sind.
  • In der in Fig. 7 gezeigten Draufsicht ist die erste Radsatzwelle 14.1 vielmehr parallelversetzt zu der zweiten Radsatzwelle 14.2 angeordnet, wobei die erste Radsatzwelle 14.1 und die zweite Radsatzwelle 14.2 von einer Stützeinrichtung 17, die vorzugsweise Teil des Fahrwerks 11 ist, in ihrer Relativposition gehalten wird. Darüber hinaus weist das Getriebe 15 nach Fig. 7 zwei Zahnräder auf, welche jeweils drehfest mit der ersten Radsatzwelle 14.1 und der zweiten Radsatzwelle 14.2 verbunden sind und welche ineinandergreifen, in der Weise, dass die erste Radsatzwelle 14.1 und die zweite Radsatzwelle in entgegengesetzte Drehrichtungen rotieren.
  • Darüber hinaus sind das zweite Rad und das dritte Rad, welche die beiden mittleren Räder des Radsatzes bilden, in jeweils zwei Teilräder separiert, welche voneinander beabstandet auf der zweiten Radsatzwelle 14.2 montiert sind. Die Laufflächen der beiden Teilräder 13.2a, 13.2b des zweiten Rades weisen vorzugsweise entgegengesetzt verlaufende Konizitäten auf. Ebenso weisen die Laufflächen der beiden Teilräder 13.3a, 13.3b des dritten Rades vorzugsweise entgegengesetzte Konizitäten auf.
  • Wie bereits in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel aus Fig. 6 erläutert, können das erste Rad 13.1 und das vierte Rad 13.4 gegenüber den Teilrädern 13.2a, 13.2b, 13.3a, 13.3b verschoben werden, in der Weise, dass diese mit seitlich angeordneten Schienen in Kontakt kommen bzw. auf diesen abrollen können.
  • Die Merkmale des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 und des zweiten Ausführungsbeispiels nach Fig. 7 können miteinander kombiniert bzw. vertauscht werden. So kann auch das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 Doppelräder als mittlere Räder aufweisen und umgekehrt. Auch könnte bei dem ersten Ausführungsbeispiel des Fahrwerks 11 gemäß Fig. 6 die erste Radsatzwelle 14.1 parallel verschoben in Bezug auf die zweite Radsatzwelle 14.2, und nicht konzentrisch angeordnet sein.
  • Darüber hinaus ist es grundsätzlich auch möglich, dass beispielsweise die Räder der ersten Radsatzwelle 14.1 gegenüber den Rädern der zweiten Radsatzwelle 14.2 geneigt sind bzw. dass die Radsatzwellen 14.1, 14.2 gegeneinander geneigt sind.
  • Zusätzlich zu dem zweiten Ausführungsbeispiel des Fahrwerks 11 ist in Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Weiche 1 im Querschnitt gezeigt. Der Querschnitt entspricht dabei prinzipiell einem Querschnitt durch die Weiche 1 an einer Position, wie sie in den Figuren 4 und 5 mit I-I gekennzeichnet ist.
  • Im Unterschied zu den in den Fig. 4 und 5 gezeigten ersten gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Weiche 1 bzw. das Gleis, ein Teil dessen die Weiche 1 ist, anstatt einer zweiten Schiene 3.2 zwei zweite Teilschienen 3.2a, 3.2b und anstatt der dritten Schiene 3.3 zwei dritte Teilschienen 3.3a, 3.3b auf. Jede dieser Teilschienen weist wiederum einen Schienenkopf 5.2a, 5.2b, 5.3a, 5.3b auf, auf welchem die jeweiligen Teilräder des zweiten Rades 13.2a, 13.2b und des dritten Rades 13.3a, 13.3b laufen können.
  • Das dritte Ausführungsbeispiel der Weiche 1 aus Figur 7 ist mithin in der Weise ausgestaltet, um mit einem Fahrwerk 11 mit geteilten zweiten Rädern 13.2 und dritten Rädern 13.3 zusammenzuwirken.
  • Alternativ ist es auch möglich, dass die zweite Schiene als Doppelschiene einstückig mit zwei Schienenköpfen 5.2a, 5.2b und auch die dritte Schiene entsprechend ausgebildet ist. Weiter vorzugsweise ist es möglich, dass die zweite Schiene und die dritte Schiene als sehr breite Schienen ausgelegt sind, auf welchen zwei zweite Teilräder 13.2a, 13.2b oder dritte Teilräder 13.3a, 13.3b laufen können.
  • Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, ist das vierte Rad 13.4 nach links verschoben, durch den Pfeil in horizontaler Richtung angedeutet, und läuft auf der vierten Schiene 3.4. Fährt das in Fig. 7 dargestellte Fahrwerk 11 in den Fig. 4 oder Fig. 5 von der eingezeichneten Position I in Längsrichtung L der jeweiligen Weiche, so wird bei einem Verlauf der dritten Schiene 3.3 und der vierten Schiene 3.4, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, durch die Verringerung des Abstands d zwischen der dritten Schiene 3.3 und der vierten Schiene 3.4 nach unten gedrückt und das gesamte Fahrwerk 11 rotiert um den Kontaktpunkt des linken Teilrades 13.3b des dritten Rades mit der Teilschiene 3.3b der dritten Schiene. In diesem Fall wird das Fahrwerk 11 eine Position einnehmen, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Hierbei wirkt eine Kraft über das vierte Rad 13.4 auf die vierte Schiene 3.4 in Richtung R.1 und eine zweite Kraft wirkt über das Teilrad 13.3b des dritten Rades auf die Teilschiene 3.3b der dritten Schiene in Richtung R.2.
  • Der Rad-Schiene-Kontakt zwischen dem Teilrad 13.3b des dritten Rades und der Teilschiene 3.3b der dritten Schiene sowie der Rad-Schiene-Kontakt zwischen dem vierten Rad 13.4 und der vierten Schiene 3.4 weisen jeweils eine äquivalente Konizität auf. Da die beiden Radsatzwellen 14.1, 14.2 des Weiteren über das Getriebe 15 gegenläufig in der Weise gekoppelt sind, dass sie mit gleicher Drehzahl drehen, bildet sich bei einer Bewegung des Fahrwerks 11 in Fahrtrichtung ein Sinuslauf des Fahrwerks 11 zwischen der Teilschiene 3.3b der dritten Schiene und der vierten Schiene 3.4 aus, welcher durch den Anschlag des Spurkranzes 16.3b des Teilrades 13.3b des dritten Rades und den Schienenkopf 5.3b der Teilschiene 3.3b der dritten Schiene einerseits und durch den Spurkranz 16.1 des vierten Rades 13.4 sowie die vierte Schiene 3.4 bzw. deren Schienenkopf 5.4 begrenzt wird, aus. Bei einer Bewegung in Längsrichtung L der Weiche, wie sie in den Fig. 4 und 5 durch den Pfeil angedeutet wird, würde das Fahrwerk 11 aus Fig. 7 in der Weiche 1 somit auf der dritten Spur 4.3 laufen, sodass das Fahrwerk 11 in der Weiche 1 bzw. an der Gabelung 10 nach links abbiegen bzw. geradeaus weiterfahren würde.
  • Auch das dritte Ausführungsbeispiel ist mit den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der Weiche 1 kombinierbar. So können beispielsweise auch das erste und zweite Ausführungsbeispiel Doppelschienen bzw. jeweils zwei Schienenköpfe aufweisen.
  • In Bezug auf Fig. 8 wird ein Verfahren 100 zum Betrieb eines schienengebundenen Verkehrssystems erläutert, welches ein Schienenfahrzeug 2 mit einem Fahrwerk 11 gemäß einem der im vorhergehenden Ausführungsbeispiele und ein Gleis mit einer Weiche 1 gemäß einem der im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist.
  • Grundsätzlich bewirkt das Zusammenspiel des Mechanismus des Fahrwerks 11 mit der Weiche 1, dass das zweite Rad 13.2 oder dessen Teilräder 13.2a, 13.2b oder das dritte Rad 13.3 oder dessen Teilräder 13.3a, 13.3b von der jeweiligen Schiene, auf der die Räder laufen, abgehoben wird und nach der Gabelung 10 der zweiten Spur 4.2, der vierten Spur 4.4 und der fünften Spur 4.5 wieder auf eine neue Schiene abgesenkt wird.
  • Hierfür weist das Verfahren 100 vorzugsweise die folgenden Arbeitsschritte auf: Bewegen 101.1 des ersten Rades 13.1 des Radsatzes 12 vor oder beim Einfahren in die wenigstens eine Weiche 1 axial in Bezug auf die zweiten und dritten Räder 13.2, 13.3 , in der Weise, dass das erste Rad 13.1 auf der ersten oder vierten Schiene 13.1; 13.4 abrollt. Dieses Abrollen 102.1 des ersten Rades 13.1 auf der ersten Schiene 3.1 oder der vierten Schiene 3.4 bewirkt ein Schwenken 103.1 des Fahrwerks 11 um einen Kontaktpunkt der Lauffläche des zweiten Rades 13.2 oder des äußeren Teilrades 13.2a des zweiten Rades in der Weise, dass das dritte Rad 13.3; 13.3a, 13.3b und gegebenenfalls das innere Teilrad 13.3a des dritten Rades von einer jeweiligen Schiene 3.2; 3.3 abgehoben wird 104.1. Hierdurch können die Räder von dieser Schiene abgegleist werden und das Fahrwerk 11 läuft in der Weiche 1 auf der ersten Spur 4.1 oder der dritten Spur 4.3. Nach der Gabelung 10 wird das dritte Rad 13.3, 13.3a, 13.3b wieder auf eine neue Schiene 3.5, 3.6 aufgesetzt, sodass das Fahrwerk 11 auf einer anderen Spur 4.4, 4.5 weiterfährt.
  • Alternativ wird in der Weiche das vierte Rad 13.4 des Radsatzes 12 vor oder beim Einfahren in die wenigstens eine Weiche 1 axial in Bezug auf die zweiten und dritten Räder 13.2, 13.3 nach außen bewegt 101.2, in der Weise, dass das vierte Rad 13.4 jeweils mit der ersten oder vierten Schiene 13.1, 13.4 abrollen 102.2. Das Abrollen 102.2 des vierten Rades 13.4 auf der ersten Schiene 3.1 oder der vierten Schiene 3.4 im Bereich der Weiche 1 bewirkt ein Schwenken 103.2 des Fahrwerks 11 um einen Kontaktpunkt der Lauffläche des dritten Rades 13.3 oder des äußeren Teilrades 13.3b des dritten Rades in der Weise, dass das zweite Rad 13.2 oder dessen Teilräder 13.2a, 13.3b und gegebenenfalls das innere Teilrad des dritten Rades 13.3a von einer jeweiligen Schiene 3.2, 3.3 abgehoben werden. Auch diese werden nach der Gabelung 10 der Weiche 1 wieder auf einer neuen Schiene abgesetzt, sodass das Schienenfahrzeug 2 nunmehr mittels der mittigen Räder auf einer anderen Spur seine Bewegung fortsetzt.
  • Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen handelt es sich lediglich um Beispiele, die den Schutzbereich, die Anwendung und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung mindestens eines Ausführungsbeispiels gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und deren jeweiligen Merkmalskombinationen ergibt. Insbesondere können einzelne Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden.

Claims (16)

  1. Weiche (1) für ein Gleis eines Schienenfahrzeugs (2), welche wenigstens vier Schienen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) aufweist,
    wobei eine erste Schiene (3.1) und eine zweite Schiene (3.2) eine erste Spur (4.1) definieren, die zweite Schiene (3.2) und eine dritte Schiene (3.3) eine zweite Spur (4.2) definieren und die dritte Schiene (3.3) und eine vierte Schiene (3.4) eine dritte Spur (4.3) definieren, wobei die Spuren (4.1, 4.2, 4.3, 4.4) jeweils nicht überlappen,
    wobei Schienenköpfe (5.1, 5.4) der ersten Schiene (3.1) und der vierten Schiene (3.4) in der Weise ausgerichtet sind, um eine Kraft von Rädern (13.1, 13.4) einer ersten Radsatzwelle (14.1) des Schienenfahrzeugs in eine erste Richtung (R.1) aufzunehmen, und
    wobei Schienenköpfe (5.2, 5.3) der zweiten Schiene (3.2) und der dritten Schiene (3.3) in der Weise ausgerichtet sind, um eine Kraft von Rädern (13.2, 13.3) einer zweiten Welle (14.2) des Schienenfahrzeugs (2) in eine, der ersten Richtung (R.1) wenigstens im Wesentlichen entgegengesetzte, zweite Richtung (R.2) aufzunehmen.
  2. Weiche (1) nach Anspruch 1, wobei sich eine Spurweite (W.2) der zweiten Spur (4.2) in Längsrichtung (L) der Weiche (1) vergrößert.
  3. Weiche (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Schiene (3.2) mit einer fünften Schiene (3.5) eine vierte Spur (4.4) bildet und die dritte Schiene (3.3) mit einer sechsten Schiene (3.6) eine fünfte Spur (4.5) bildet, wobei die vierte Spur (4.4) und die fünfte Spur (4.5) nicht untereinander, aber jeweils mit der zweiten Spur (4.2) überlappen, in der Weise, dass die zweite Spur (4.2) mit der vierten Spur (4.4) und der fünften Spur (4.5) eine Gabelung (10) der Weiche (1) bildet.
  4. Weiche (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schiene (3.2) und die dritte Schiene (3.3) in einer Ebene liegen, wobei sich ein jeweiliger Abstand (D) der ersten Schiene (3.1) und/oder der vierten Schiene (3.4) von der Ebene in Längsrichtung (L) der Weiche (1) verändert.
  5. Weiche (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Weiche (1) keine beweglichen Teile aufweist.
  6. Fahrwerk (11) für ein Schienenfahrzeug (2), welches wenigstens einen Radsatz mit wenigstens drei Rädern (13.1, 13.2, 13.3) aufweist, wobei wenigstens ein erstes Rad (13.1) auf einer ersten Radsatzwelle (14.1) montiert ist, wobei ein zweites Rad (13.2) und ein drittes Rad (13.3) auf einer, insbesondere einstückigen, zweiten Radsatzwelle (14.2) drehfest montiert sind, wobei Räder der ersten Radsatzwelle (14.1) in der Weise ausgerichtet sind, um eine Kraft in einer erste Richtung (R.1) auf Schienen (3.1, 3.4) abzustützen und wobei Räder der zweiten Radsatzwelle (14.2) in der Weise ausgerichtet sind, um eine Kraft in einer zweiten Richtung (R.2) auf Schienen (3.2, 3.3) abzustützen, wobei die erste Richtung (R.1) und die zweite Richtung (R.2) entgegengesetzt sind.
  7. Fahrwerk (11) nach Anspruch 6, wobei die erste Radsatzwelle (14.1) und die zweite Radsatzwelle (14.2) in der Weise, insbesondere über ein Getriebe (15), gekoppelt sind, dass sich die Radsatzwellen (14.1, 14.2) mit einer definierten Übersetzung in entgegengesetzter Richtung drehen, insbesondere mit gleicher Drehzahl.
  8. Fahrwerk (11) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Radsatz (12) ein viertes Rad (13.4) aufweist, wobei das erste Rad (13.1) und das vierte Rad (13.4) äußere Räder des Radsatzes bilden und wobei das zweite Rad (13.2) und das dritte Rad (13.3) mittlere Räder des Radsatzes bilden.
  9. Fahrwerk (11) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei jeweils zwei benachbarte Räder (13.1, 13.2; 13.2, 13.3; 13.3, 13.4) in der Weise ausgebildet sind, dass deren Rad-Schiene-Kontakte zueinander wenigstens eine umgekehrte äquivalente Konizität aufweisen und dass wenigstens das zweite Rad (13.2) und/oder das dritte Rad (13.3), welche jeweils ein mittleres Rad des Radsatzes bilden, einen Doppelspurkranz (16.2a, 16.2b; 16.3a, 16.3b) aufweisen.
  10. Fahrwerk (11) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das erste Rad (13.1) oder die ersten und vierten Räder (13.1, 13.4) in axialer Richtung der Radsatzwellen (14.1, 14.2), insbesondere gemeinsam, verschoben werden können.
  11. Schienenfahrzeug (2) mit einem Fahrwerk (12) nach einem der Ansprüche 6 bis 10.
  12. Schienenfahrzeug (2) nach Anspruch 11, wobei ein Schwerpunkt (S) des Schienenfahrzeugs (2) in betriebsbereiter Stellung unterhalb des Fahrwerks (11) in Bezug auf eine Richtung einer Gravitationsbeschleunigung liegt, wobei insbesondere eine Kabine unterhalb des Fahrwerks (11) angeordnet ist.
  13. Schienengebundenes Verkehrssystem mit wenigstens einer Weiche (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und einem Schienenfahrzeug (2) nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
    wobei die Schienenköpfe (5.2, 5.3) einer zweiten Schiene (3.2) und einer dritten Schiene (3.3) in der Weiche (1) in der Weise ausgerichtet sind, dass ein Rad (13.2, 13.3) des Schienenfahrzeugs (2) durch die Schwerkraft auf einem jeweiligen Schienenkopf (5.2, 5.3) aufliegt, wobei die Schienenköpfe (5.1, 5.4) einer ersten Schiene (3.1) und einer vierten Schiene (3.4) in der Weiche (1) in der Weise ausgerichtet ist, dass ein Rad (3.1, 3.4) eines Schienenfahrzeugs (2) durch die Schwerkraft von einem jeweiligen Schienenkopf (5.1, 5.4) abhebt.
  14. Schienengebundenes Verkehrssystem nach Anspruch 13, wobei ein Schwerpunkt (S) des Schienenfahrzeugs (2) in wenigstens einem Teilbereich der Weiche (1) in horizontaler Richtung außerhalb jener Spur (1; 3) liegt, auf welcher das Schienenfahrzeug fährt.
  15. Verfahren (100) zum Betrieb eines schienengebundenen Verkehrssystems, insbesondere nach Anspruch 13 oder 14, wobei ein Abrollen (102.1) eines ersten Rads (13.1) auf einer ersten Schiene (3.1) oder einer vierten Schiene (3.4) im Bereich wenigstens einer Weiche (1) ein Schwenken (103.1) eines Fahrwerks (11) um einen Kontaktpunkt einer Lauffläche eines zweiten Rads (13.2), insbesondere dessen äußeren Teilrads (13.2a), in der Weise bewirkt, dass ein drittes Rad (13.3) von einer jeweiligen Schiene (3.2; 3.3) abgehoben (104.1) wird, und ein Abrollen (102.2) eines vierten Rads (13.4) auf der ersten Schiene (3.1) oder der vierten Schiene (3.4) im Bereich der wenigstens einen Weiche (1) ein Schwenken (103.2) des Fahrwerks (11) um einen Kontaktpunkt einer Lauffläche des dritten Rads (13.3), insbesondere dessen äußeren Teilrads (13.3b), in der Weise bewirkt, dass das zweite Rad (13.2) von einer jeweiligen Schiene (3.2; 3.3) abgehoben (104.2) wird.
  16. Verfahren (100) nach Anspruch 15, wobei das erste Rad (13.1) und/oder das vierte Rad (13.4) des Radsatzes (12) vor oder beim Einfahren in die wenigstens eine Weiche (1) axial in Bezug auf die zweiten und dritten Räder (13.2, 13.3) bewegt wird (101.1; 101.2), in der Weise, dass das erste Rad (13.1) und/oder das vierte Rad (13.4) jeweils auf der ersten oder vierten Schiene (13.1; 13.4) abrollen.
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DE1201383B (de) * 1963-05-14 1965-09-23 Kloeckner Werke Ag Gleis mit Weiche, das mehr als drei Schienen aufweist
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