| Stahlweiche in offener Bauweise
Die Weiche folgt dem Prinzip einfacher Elementbauweise.
Bei diesem Entwurf sind zwei bewegliche Teile vorhanden: Die Weichenzunge
dreht
sich um eine senkrechte Achse, das andere Teil - nennen wir es den
"Hals" wird
waagerecht verschoben.
Zunächst könnte man auch die Möglichkeit in Betracht
ziehen nur den Hals zu
verschieben mit zwei vollen Gleisstücke nebeneinander. Also ein
Stück Gerade, das
fest neben einem Stück Kurve montiert ist, zu verschieben.
Dies würde aber ein sehr breites Scheibestück zur Folge haben
und auch eine relativ
lange Stellzeit verursachen.
So ist dieses zu verschiebende Halsstück nun sehr schmal wegen
der ineinander
liegenden Gleisstränge. Die Kurve beschreibt einen Winkel von
exakt 4,17°.
Die Zunge besteht aus einer langen Gerade, die linkes und rechtes Gleis
im Verbund
trägt. Sie ruht und läuft auf Radlagern.
Der Hals läuft auf Kugellagern, die sich in jedem der Auflage-Querrohre
des
tragenden Stahlgerüstes befinden.
Der Weichenantrieb sitzt an der Seite und besteht zunächst aus
einer Schubstange, die
ebenfalls kugelgelagert läuft und mit dem Weichenhals in dessen
Mitte waagerecht
verbunden ist. Der Motor des Antriebes befindet sich in einem extra
Häusschen neben
der Konstruktion.
Bei Hochbahn-Lage könnte der Antrieb selbstverständlich auch
unterhalb der Weiche
sitzen, was sogar "ergonomisch" günstiger wäre, hier jedoch
wollte ich den Reiz des
durchgehenden Blickes und eines durchgängig begehbaren Hochbahnaqäduktes
nicht
verbauen.
Insgesamt gilt übrigens: Eine Transrapidweiche in Hochlage ist
ökonomischer Unsinn!
Der Aufwand, die ganze Apparatur in die Höhe zu legen und dort
auch zu warten
rechtfertigt sich allenfalls bei Endbahnhöfen als Kehranlage,
aber selbst dort sollte man,
falls theoretische Pläne zur Weiterführung der Strecke bestehen,
die Trasse erst wieder
auf Strassenniveau absenken und dann dort - ein Stückchen weiter
auf der Erde also -
die Weichen einbauen!
Zurück zum Antrieb und der Mechanik: Das Halsstück kann mittels
eines Scharniers
mit der Zunge verbunden werden. Das Scharnier müsste dann allerdings
auch ein
Quentchen dehnbar sein, was aus der Physik der Abstandsdifferenz bei
Drehen und
Schieben zweier Teile resultiert.
So könnte die Zunge mittels des Scharniers ggf sogar komplett
angesteuert werden,
ohne einen eigenen Motor oder weiteres Zutun.
Es empfiehlt sich im Falle eines Scharniers aber sicherlich noch eine
Zugfeder, o.ä. zur
Kraftunterstützung am anderen Ende der Zunge.
Die zweite und kräftigere Möglichkeit ist / wäre ein
"Direct-Drive" Motor direkt in der
Achslagerung der Zunge. Somit wird dann jedes der beiden Teile seperat
angesteuert.
Verriegelt werden sollten die Teile in der jeweils neuen Position natürlich
ebenfalls, was
eine Servomechanik, o.ä. erfordert.
Sicherheitstechnisch sollte die Weiche logischer Weise erst dann freigegeben
werden,
wenn alle Verriegelungen geschlossen sind. Die Freigabe als Sicherheitsmechanismus
muss unabdingabar mit der erfolgten Verrieglung gekoppelt sein!
Zum Gerüstaufbau: Statisch sollten hier eigentlich alle Voraussetzzungen
erfüllt sein, um
ausreichend Stabilität und Festigkeit - zumindest im kmh Bereich
<200 in
Abbiegestellung - zu gewährleisten. Man könnte vielleicht
sogar noch etwas sparsamer
und filigraner bauen...
Auch wären verschiedene Gerüstmaterialien zu testen. Reines
Metall ist ggf. etwas zu
temperaturempfindlich, was die Matrialausdehnung bei Wärme- oder
Kälteeinfluss
anbetrifft. Durchaus aber könnten Legierungen oder spezielles
Kunststoff konstantes
Raumvoloumen bewahren, mit dem sich dennoch preiswert arbeiten lässt.
Ein Vorteil bei dieser Konstruktion ist, dass die Gleistrennungen /
Gleisübergänge
von linker und rechter Seite im kritischen Bereich versetzt sind, was
eine höhere
Führungsfestigkeit verspricht.
Allerdings entsteht ein unschöner Spalt zwischen Zunge und Hals
in Kurvenstellung,
der aber verkraftbar erscheint. Von der einen Fahrtrichtung aus liegt
er ohnehin
gegen die Fliehkraftrichtung des Fahrzeuges und generell sollte sich
das Magnetsystem
hervorragend dazu eignen an solchen Stellen die Kräfte zentimetergenau
aus- und gegenzusteueren und somit die Schwerpunkte bei der Kräfteverteilung
der
Fahrdynamik festzulegen. Das hiesse z.B bei einem Schlitz auf einer
Schienenseite
den Druck entgegengesetzt der Öffnung von der anderen Schienenseite
her zu
erhöhen.
Summa summarum ist mir dieser Weichenentwurf aber noch nicht durchdacht
genug,
bzw längst nicht ökonomisch und praktikabel genug.
Besser wäre es mit noch weniger Bauteilen auszukommen und den
Antrieb, sowie die
gesamte Mechanik noch deutlich einfacher zu gestalten.
Ich habe da bereits drei Direct-Drive Motoren im Sinn. Einen für
die Zunge und zwei
für die jeweiligen parallelen Stränge.
Dreifacher Direct-Drive hätte auch den Vorteil witterungsbeständiger
zu sein
gegenüber den doch recht anfälligen, offenen Schiebelagern
bei Regen und Vereisung.
Ebenso ist der besagte Schlitz, der sich hier bautechnisch beim Stellen
ergiebt weder
elegant noch ideal.
Letztlich steht hier als gravierender Nachteil noch die relativ hohe
Geräuschemission
während des Stellvorganges bei all den Radauflagen und Kugellagern.
Sicher wären die Direct-Drive Motoren auch energiesparsamer, als
ein, in diesem Fall
zusätzliches Grundgestell aus Stahl mitverschieben zu müssen.
Dass kompletter Direct-Drive möglich ist / wäre, bei gleichzeitig
höchster Präzision,
Festigkeit, Dauerbelastung und Wirtschaftlichkeit, das beweisen Fahrgeschäfte
und
die Robotertechnik der Fertigungsstrassen!
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