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Dokumentenidentifikation DE10139271A1 27.02.2003
Titel Fahrweg für ein spurgebundenes Fahrzeug
Anmelder Max Bögl Bauunternehmung GmbH & Co. KG, 92318 Neumarkt, DE;
CBP International GmbH, 80799 München, DE
Erfinder Reichel, Dieter, 92318 Neumarkt, DE;
Hiller, Udo, 92331 Parsberg, DE;
Frisch, Theo, 92355 Velburg, DE
Vertreter Canzler & Bergmeier, Patentanwälte, 85055 Ingolstadt
DE-Anmeldedatum 09.08.2001
DE-Aktenzeichen 10139271
Offenlegungstag 27.02.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.02.2003
IPC-Hauptklasse E01B 25/30
IPC-Nebenklasse B60L 13/00   
Zusammenfassung Es wird ein Fahrweg für ein spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere eine Magnetschwebebahn, mit einem Träger (1) und mit wenigstens einem an dem Träger (1) befestigten Anbauteil (3) (Funktionsteil) zum Führen des Fahrzeuges vorgeschlagen. Der erfindungsgemäße Fahrweg zeichnet sich dadurch aus, daß das Anbauteil (3) reibschlüssig mit dem Träger (1) verbunden ist und Mittel zur hilfsweisen formschlüssigen Verbindung als Redundanzsystem vorgesehen sind.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrweg für ein spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere eine Magnetschwebebahn, mit einem Träger und mit wenigstens einem an dem Träger befestigten Bauteil (Funktionsteil) zum Führen des Fahrzeuges.

Aus der DE 41 15 936 A1 sind verschiedene Befestigungsmöglichkeiten für Anbauteile an Träger gezeigt. Gemäß einer ersten Ausführungsart werden Anbauteile mittels einer formschlüssigen Verbindung mit dem Träger verbunden. Hierzu sind in den Anbauteilen Dorne vorgesehen, welche in entsprechende Sacklochbohrungen des Trägers bzw. einer Einbauplatte eingeführt werden. Die Dorne und die Sacklochbohrungen müssen einen paßgenauen Sitz aufweisen, um eine lagegenaue Positionierung des Anbauteiles zu ermöglichen. Hierfür ist es erforderlich, daß die Sacklochbohrungen exakt angefertigt werden. Dies ist besonders aufwendig in der Herstellung.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der DE 41 15 936 A1 ist eine reibschlüssige Verbindung gezeigt. Hierbei ist eine Konsolplatte an dem Träger befestigt. An die Konsolplatte werden Anbauteile mittels dreier Schrauben, welche in Langlöchern stecken, befestigt. Alle auftretenden Kräfte werden durch Reibschluß übertragen. Beim Versagen einer dieser Befestigungsschrauben ist es nicht auszuschließen, daß das Anbauteil in den Langlöchern der Konsolplatte soweit verschoben werden, daß ein Fahrbetrieb auf dem Träger nicht mehr oder nur eingeschränkt möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, einen Fahrweg zu schaffen, welcher einen sicheren Betrieb des spurgebundenen Fahrzeugs auch für den Fall sicherstellt, daß das eigentliche Befestigungsmittel für das Anbauteil an dem Träger versagt.

Gelöst wird die Aufgabe durch einen Fahrweg mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß wird das Anbauteil reibschlüssig mit dem Träger verbunden und beinhaltet ein Redundanzsystem, welches im Notfall zum Einsatz kommt.

Durch die reibschlüssige Verbindung des Anbauteils mit dem Träger ist eine Justierung des Anbauteils an dem Träger sehr einfach möglich. Die Belastung auf die Befestigungselemente, zum Beispiel Schrauben, in Form von schädlichen Scherkräften wird stark verringert bzw. vollkommen vermieden. Um sicherzustellen, daß für den Fall, daß die reibschlüssige Verbindung versagt, der Fehler möglichst umgehend erkannt wird, ohne daß der Fahrbetrieb auf dem Fahrweg gefährdet ist, wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß Mittel zur hilfsweisen formschlüssigen Verbindung als Redundanzsystem vorgesehen sind. Beim Versagen der reibschlüssigen Verbindung wirkt die formschlüssige Verbindung. Scherkräfte wirken somit erst dann auf die Verbindungsmittel ein, wenn das eigentliche Verbindungselement versagt.

Vorteilhafterweise wird das Redundanzsystem so ausgelegt oder angeordnet, daß es detektierbar bzw. fehleroffenbarend ist und somit möglichst schnell geeignete Maßnahmen getroffen werden können, um die ordnungsgemäße Verbindung wiederherzustellen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn an dem Träger Konsolen angeordnet sind, an welchen das Anbauteil befestigt ist. In den Konsolen kann sowohl die reibschlüssige Verbindung als auch das Redundanzsystem sehr einfach angeordnet sein. Die Bearbeitung der Konsolen, welche üblicherweise aus Stahl hergestellt sind, kann sowohl im eingebauten Zustand an dem Träger erfolgen als auch vor deren Einbau in den Träger.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn das Redundanzsystem ein Bolzen ist, der am Träger bzw. an der Konsole befestigt ist und in eine konzentrische Öffnung größeren Querschnitts des Anbauteils ragt. Alternativ oder zusätzlich kann der Bolzen auch am Anbauteil befestigt sein und in eine entsprechende Öffnung des Trägers bzw. der Konsole ragen. Bei einem Versagen der eigentlichen reibschlüssigen Verbindung sackt der Bolzen innerhalb der konzentrischen Öffnung mit größerem Querschnitt bis zum Ende des Bolzenspiels ab. Erst wenn der Bolzen die Wandung der Öffnung erreicht hat, wird eine formschlüssige Verbindung des Anbauteils an dem Träger bzw. der Konsole erhalten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Querschnitte des Bolzens und der Öffnung rund sind und einen Unterschied im Durchmesser von etwa 4 mm aufweisen. Der Bolzen kann dann bei einer anfänglich konzentrischen Anordnung um 2 mm absacken. Maßgebend ist in besonders vorteilhafter Ausführung, daß die Erfordernisse der Fehleroffenbarung erfüllt sind, d. h. daß es für das System rechtzeitig erfaßbar ist, daß ein Fehler in der Befestigung der Anbauteile aufgetreten ist.

Ist das Anbauteil an dem Träger bzw. an der Konsole angeschraubt und ist der Durchmesser der Schraubendurchgangsbohrung deutlich größer, insbesondere um 3 mm größer als der Schraubendurchmesser, so wird hierdurch bewirkt, daß ein zweites Redundanzsystem entsteht. Wenn die gleitfeste Verbindung, welche durch die Schrauben entstanden ist, versagt, so senkt sich das Anbauteil bis zum Ende des Bolzenspiels ab. Beträgt das Bolzenspiel beispielsweise 2 mm und würde das Schraubenspiel 3 mm zulassen, so greift in diesem Fall der Bolzen formschlüssig ein und begrenzt die Strecke, welche das Anbauteil absinken kann. Ein Fahrzeug, das über eine derart abgesenkte Stelle des Anbauteils fährt, kann diese Absenkung detektieren und signalisieren, daß an dieser Stelle die eigentliche gleitfeste Verbindung aufgelöst ist und das Redundanzsystem wirkt. Es können daraufhin Instandsetzungsarbeiten begonnen werden. Der Fahrbetrieb ist dadurch aber nicht gefährdet.

Für den Fall, daß auch die formschlüssige Bolzenverbindung versagen würde, würde das Anbauteil eine weitere Strecke absinken und zwar so weit, bis das Schraubenspiel aufgebraucht ist. Bei einem Durchmesserunterschied des Bolzens zur Öffnung von etwa 2 mm beträgt das Bolzenspiel 2 mm. Das bedeutet, daß das Anbauteil um 2 mm absinken kann bis der Bolzen an der Öffnung anschlägt und das Anbauteil hält. Beträgt das Schraubenspiel 3 mm, so ist die Schraube in diesem Falle noch 1 mm von der Wandung der Schraubendurchgangsbohrung entfernt. Bei einem Versagen des Bolzens sinkt somit das Anbauteil um einen weiteren Millimeter ab, bis die Schraube die Wandung der Schraubendurchgangsbohrung berührt. Diese zweite Redundanz gibt im erfindungsgemäßen Befestigungssystem eine zusätzliche Sicherheit. Der Betrieb des spurgebundenen Fahrzeugs ist somit äußerst sicher durchführbar.

Um eine gute reibschlüssige Verbindung zwischen dem Anbauteil und dem Träger bzw. der Konsole zu erhalten, ist vorgesehen, daß die Verbindungsfläche am Träger bzw. der Konsole oder an dem Anbauteil eine gleitfeste Oberflächenstruktur aufweist. Diese Oberflächenstruktur kann beispielsweise aufgerauht sein oder eine andere Struktur haben, welche einen großen Reibwiderstand aufweist.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Verbindungsfläche um Träger bzw. der Konsole und/oder am Anbauteil eine gleitfeste Beschichtung, insbesondere einen entsprechenden Anstrich aufweist. Durch einen gleitfesten Anstrich ist die Bearbeitung der Verbindungsflächen sehr einfach möglich. Auch bei einer Beschädigung der Oberfläche vor der Montage der Anbauteile kann diese Oberfläche unter Umständen ausgebessert werden ohne daß die gleitfeste Verbindung verschlechtert wird.

Als besonders vorteilhaft hat sich ein Anstrich auf Alkali-Zink-Silikat-Basis erwiesen. Ein derartiger Anstrich sorgt für sehr gute Reibung zwischen den einzelnen Bauteilen, so daß die Kraft von dem Anbauteil hervorragend auf den Träger bzw. die Konsole übertragen werden kann.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Träger, eine Konsole und ein Anbauteil;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Verbindungsstelle im Bereich eines Bolzens;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Verbindungsstelle in Soll-Lage;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Verbindungsstelle unter Wirkung des Redundanzsystems;

Fig. 5 eine Verbindungsstelle im Schnitt im Bereich der Schraubverbindung in Soll-Lage;

Fig. 6 einen Schnitt der Verbindungsstelle im Bereich der Schrauben unter Wirkung des Redundanzsystems.

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen Teil eines Betonträgers 1, eine daran angeordnete Konsole 2 sowie ein mit der Konsole 2 verbundenes Anbauteil 3 dargestellt. Betonträger 1 und Konsole 2 sind üblicherweise fest miteinander verbunden. Es kann hier aber auch eine Schraubverbindung angeordnet sein, welche wie die im Folgenden beschriebene Verbindung zwischen Konsole 2 und Anbauteil 3 aufgebaut ist. Die erfindungsgemäße Verbindung wird anhand der Verbindungsstelle zwischen Konsole 2 und Anbauteil 3 beschrieben.

Sowohl die Konsole 2 als auch das Anbauteil 3 weisen jeweils eine Verbindungsfläche auf, an welcher die beiden Teile miteinander verbunden werden. Die Verbindung von Konsole 2 und Anbauteil 3 geschieht im wesentlichen durch Schrauben 4, welche durch die Verbindungsfläche der Konsole 2 und die Verbindungsfläche des Anbauteils 3 hindurchreichen. Durch die Verschraubung werden die beiden Verbindungsflächen aneinandergepreßt und sorgen für eine reibschlüssige Verbindung. Diese Verbindung reicht üblicherweise für die Aufnahme der auf das Anbauteil 3 einwirkenden Kräfte und für die Überleitung der Kräfte in die Konsole 2 und den Träger 1 aus. Als zusätzliches Bauteil, welches als Redundanzsystem fungiert, ist ein Bolzen 5 in dem Verbindungsteil der Konsole 2 angeordnet. Der Bolzen 5 ist fest mit der Konsole 2 verschraubt und ragt in eine größer dimensionierte Öffnung 10 des Anbauteils 3 hinein. In der Soll-Lage weist diese Öffnung 10 gegenüber dem Bolzen 5 ein Lochspiel auf, welches vorzugsweise so dimensioniert ist, daß auch im Schadensfall, d. h. wenn die Haltekraft der Schrauben 4 versagt hat, ein Absinken des Anbauteils 3 nur bis zu einem Maß erfolgt, welches den Fahrbetrieb des auf den Anbauteilen 3 fahrenden Fahrzeuges nicht gefährdet.

In Fig. 2 ist eine Detailansicht der Verbindungsstelle im Bereich des Bolzens 5 gezeigt. Die Konsole 2 weist eine Bohrung auf, welche den Bolzen 5 mit seinem Schaft 7 aufnimmt. Mittels einer Mutter 6 wird ein Bolzenkopf 8 in der Konsole 2 verschraubt. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die Konsole 2 oder umgekehrt das Anbauteil 3 eine in der Konsole 2 bzw. dem Anbauteil 3 integrierte Erhebung aufweist, welche in eine Öffnung des anderen Bauteils hineingreift. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Bolzenkopf 8 bezüglich seiner Lage in der Öffnung 10 des korrespondierenden Bauteils sichtbar ist, um auch eine visuelle Prüfung der Einhaltung der Soll-Lage durchführen zu können. Ist die Soll-Lage vorhanden, so soll das Lochspiel der Öffnung 10 in Bezug auf den Bolzenkopf 8 kreisringförmig sein. Bei einem Versagen der Schrauben 4 wird das Lochspiel hingegen an einer Stelle den Wert 0 annehmen und das Anbauteil 3 auf den Bolzenkopf 8 aufsitzen.

Um eine besonders hohe Reibkraft zu erhalten, sind die Kontaktflächen zwischen Konsole 2 und Anbauteil 3 mit einer Beschichtung versehen. Insbesondere hat sich eine Beschichtung auf Alkali-Zink-Silikat-Basis in Form eines Anstriches als besonders vorteilhaft herausgestellt. Diese Beschichtung bewirkt eine besonders hohe Reibkraft bei akzeptablen Kosten sowie einfachen Reparaturmöglichkeiten vor Ort.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Lochbild von der Konsole 2 und dem Anbauteil 3. Die Löcher für die Schrauben 4 befinden sich in ihrer Soll-Lage in konzentrischer Überdeckung. Gleiches gilt für die Löcher für die Bolzen 5. Auch hier liegt eine konzentrische Überdeckung vor. Der Bolzenkopf 8 weist einen Radius R1 auf. Die Öffnung 10, in welcher der Bolzenkopf 8 sitzt, hat einen Radius R2, welcher größer als R1 ist. Eine Radiusdifferenz von 2 mm hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da hierdurch der Fahrbetrieb für das Fahrzeug nicht gefährdet ist, wenn die Anbauteile 3 auf den Bolzenkopf 8 absinken.

In Fig. 4 ist das Lochbild im Schadensfall gezeigt. Der Bolzen 5 kommt mit seinem Bolzenkopf 8 hierbei zur Wirkung. Das Anbauteil 3 ist auf den äußeren Umfang des Bolzenkopfes 8 abgesunken, wodurch der Lochspalt zwischen der Öffnung 10 und dem Bolzenkopf 8 an dieser Stelle auf 0 reduziert ist. Die Löcher für die Schrauben 4 sind ebenfalls nicht mehr konzentrisch sondern gegeneinander versetzt. Sie sind aber immer noch ausreichend, um Platz für die Schraubenschäfte darin zu finden.

Fig. 5 zeigt eine Detailansicht der Verbindungsstelle im Bereich der Schrauben 4 in Soll-Lage. Die Öffnungen in der Konsole 2 und dem Anbauteil 3 sind in konzentrischer Überdeckung. Die Schraube 4 ist über eine Mutter 11, den Schraubenschaft 12 und den Schraubenkopf 13 mit der Verbindungsfläche der Konsole 2 des Anbauteils 3 verschraubt. Die Kontaktflächen, welche die Beschichtung 9, 9' aufweisen, sind in festem Kontakt miteinander und schaffen somit die reibschlüssige Verbindung zwischen Konsole 2 und Anbauteil 3. Die Beschichtung 9, 9' ist in dieser Ausführung sowohl auf der Verbindungsfläche der Konsole 2 als auch auf der Verbindungsfläche des Anbauteils 3 aufgebracht, um hier eine besonders reibfeste Verbindung zu schaffen. Zwischen dem Schaft 12 und dem Schraubenloch 14 ist ein ausreichender Ringspalt vorhanden. Dieser Ringspalt ist besonders vorteilhaft, wenn er ein Maß von maximal etwa 3 mm erreichen kann, d. h. bei konzentrischer Überdeckung einen Durchmesserunterschied von 3 mm aufweist und somit größer ist als der Ringspalt zwischen der Öffnung 10 und dem Bolzenkopf 8. Mit anderen Worten ist die Verschiebemöglichkeit der Schraube 4 in dem Loch 14 derart auszulegen, daß sie größer ist als die Verschiebemöglichkeit des Bolzens in der entsprechenden Öffnung 10.

In Fig. 6 ist ein Schadensfall dargestellt. Hier ist die reibschlüssige Verbindung nicht mehr ausreichend hoch gewesen, so daß das Anbauteil 3 entlang der Konsole 2 nach unten verschoben wurde. In der vorliegenden Darstellung der Fig. 6 liegt das Anbauteil 3 auf dem nicht dargestellten Bolzenkopf 8 auf. Da der Ringspalt am Bolzenkopf 8 und der Öffnung 10 geringer als der Ringspalt zwischen Schraubenschaft 12 und Schraubenloch 14 ist, sitzt das Anbauteil 3 in dieser Darstellung noch nicht auf dem Schraubenschaft 12 auf. Für den Fall, daß der Bolzen zusätzlich versagen sollte, besteht eine weitere formschlüssige Redundanz darin, daß das Anbauteil 3 in diesem Falle auf den Schraubenschaft 12 aufsitzen würde und somit eine erneute formschlüssige Verbindung schaffen würde. Dieses zweite Redundanzsystem gibt eine zusätzliche Sicherheit für die Befestigung der Anbauteile 3.

Durch die beiden eingebauten Redundanzsysteme der vorliegenden Ausführung ist es möglich, daß das Fahrzeug, welches über die schadhafte Stelle fährt, Informationen liefern kann in Bezug auf Einhaltung der Soll-Lage, Erreichen des ersten Redundanzsystems und Erreichen des zweiten Redundanzsystems. So kann beispielsweise als Reaktion auf dieses Signal bewirkt werden, daß bei Ermittlung der Wirkung des ersten Redundanzsystems ein Montagetrupp die reibfeste Verbindung wieder herstellt und bei Ermittlung der Wirkung des zweiten Redundanzsystems der Fahrbetrieb aus Sicherheitsgründen eingestellt wird.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in der Beschreibung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann selbstverständlich insbesondere das erste Redundanzsystem andersartig ausgeführt werden, beispielsweise sind einzelne Formkanten in der Konsole oder dem Anbauteil möglich, welche bei Versagen der Reibkraft zum Einsatz kommen und damit eine formschlüssige Verbindung schaffen. Die Erfassung des Redundanzsystems kann über einen Ringspalt oder einen Spalt anderer Form, beispielsweise einen Rechteckspalt erfolgen. An Stelle von Bolzen können natürlich auch andere Markierungs- und Halteelemente, wie beispielsweise Spannhülsen oder ähnliches verwendet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Fahrweg für ein spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere eine Magnetschwebebahn, mit einem Träger (1) und mit wenigstens einem an dem Träger (1) befestigten Anbauteil (3) (Funktionsteil) zum Führen des Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß das Anbauteil (3) reibschlüssig mit dem Träger (1) verbunden ist und Mittel zur hilfsweisen formschlüssigen Verbindung als Redundanzsystem vorgesehen sind.
  2. 2. Fahrweg nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Redundanzsystem fehleroffenbarend ausgebildet ist.
  3. 3. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger (1) Konsolen (2) angeordnet sind, an welchen das Anbauteil (3) befestigt ist.
  4. 4. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Redundanzsystem ein Bolzen (5) ist, der am Träger (1) bzw. an der Konsole (2) befestigt ist und in eine insbesondere konzentrische Öffnung (10) größeren Querschnitts des Anbauteils (3) ragt.
  5. 5. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Redundanzsystem ein Bolzen (5) ist, der am Anbauteil (3) befestigt ist und in eine insbesondere konzentrische Öffnung (10) größeren Querschnitts des Trägers (1) bzw. der Konsole (2) ragt.
  6. 6. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte des Bolzens (5) und der Öffnung (10) rund sind und einen Unterschied ihrer Durchmesser von vorzugsweise etwa 4 mm aufweisen.
  7. 7. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte des Bolzens (5) und der Öffnung (10) abhängig von den Erfordernissen der Fehleroffenbarung gewählt sind.
  8. 8. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anbauteil (3) an dem Träger (1) bzw. der Konsole (2) angeschraubt ist und der Durchmesser der Schrauben-Durchgangsbohrung (14) deutlich größer, insbesondere um 3 mm größer als der Schraubendurchmesser ist.
  9. 9. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Redundanzsystem ein Vorsprung ist, der am Träger (1) bzw. an der Konsole (2) oder am Anbauteil (3) angeordnet ist und bei Bedarf zur Einstellung der Soll-Lage bearbeitet ist.
  10. 10. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfläche am Träger (1) bzw. der Konsole (2) und/oder am Anbauteil (3) eine gleitfeste Oberflächenstruktur aufweist.
  11. 11. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfläche am Träger (1) bzw. der Konsole (2) und/oder am Anbauteil (3) eine gleitfeste Beschichtung (9, 9'), insbesondere einen entsprechenden Anstrich aufweist.
  12. 12. Fahrweg nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstrich eine auf Alkali-Zink-Silikat-basierende Farbe ist.






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