DE19502105A1 - Verschlußvorrichtung für Weichenzungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschlußvorrichtung für das Verriegeln einer Stellzunge mit einer Backenschiene in Eisenbahnweichen. Dabei wird eine senkrecht im Verschlußkasten stehende Schieberstange und eine ebenfalls senkrecht auf der Schieberstange gleitende Verschlußklammer verwendet. Diese auch als Klinkenverschluß bezeichnete vertikale Bauform benötigt einen geringeren Einbauraum und kann somit in einem kastenförmigen Schwellenprofil, im folgenden kurz Hohlschwelle genannt, untergebracht werden.

Verschlußvorrichtungen besitzen die Aufgabe, in Eisenbahnweichen die Stellzungen je nach vorgegebener Richtungswahl an die benachbarte Backenschiene heranzuziehen und daran festzuhalten bzw. die Stellzunge einen bestimmten Abstand von der Backenschiene zu entfernen und in dieser Position festzuhalten.

Die bisher von der Deutschen Bahn AG (sogenannte Regelverschlüsse) und in anderen europäischen Staaten verwendeten Verschlußvorrichtungen besitzen eine drehbare Verschlußklammer, deren Drehbewegung auf einer horizontalen Ebene stattfindet, d. h. bei denen die Verschlußklammer um eine vertikale Achse schwenkbar ist.

Die EP 0 624 508 A1 beschreibt eine Verschlußvorrichtung für Weichenzungen, die in vertikaler Bauform ausgeführt ist. Über einen am Verschlußstück angebrachten Steg wird verhindert, daß sich die Schieberstange im Zungenkloben verdrehen kann, wodurch verhindert wird, daß sich die Stellzunge von der Backenschiene entfernen kann.

Auch die DE 40 14 249 A1 beschreibt eine Verschlußvorrichtung für Weichenzungen, die in vertikaler Bauform ausgeführt ist. Hier wird durch die besondere Anordnung der Verbindung zwischen Verschlußklammer und Zungenkloben ein Kraftvektor erzeugt, der ein Verdrehen der Stellzunge an der Backenschiene bei anliegender Stellung verhindern soll.

Nach den beiden obengenannten Druckschriften gleitet die ausreichend geschmierte Schieberstange durch eine Durchbrechung des Verschlußstückes und wird bei der Betätigung über die mit dieser in Kontakt stehenden Oberfläche des Verschlußstückes geführt. Durch die vertikale Bauform können die Verschlußvorrichtungen in Querschwellen für Eisenbahnanlagen untergebracht werden, wie in der DE 43 15 200 A1 offenbart ist. Hierbei kommen in ihrer Querschnittsbreite und Querschnittshöhe auf eine normale Beton- und Holzschwelle abgestimmte, nach oben offene Trog- oder Kastenschwellenprofile zum Einsatz. Die Unterbringung der Weichenzungen-Verschlußvorrichtungen in Hohlschwellen besitzt den Vorteil, daß auch in diesen Gleisbereichen ein vollmaschinelles, automatisches Stopfen möglich ist. Beim Stopfen werden die Schwellen, die nach einiger Zeit dazu neigen, bei Belastung in Schwingungen zu geraten (sogenanntes Pumpen), wieder mit Schotter unterfüttert, der von Gleisstopfmaschinen seitlich unter die Schwellen gedrückt wird. Befindet sich zwischen den Schwellen die Verschlußvorrichtung für die Weichenzungen, so muß an diesen Stellen von Hand gestopft werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verschlußvorrichtung für Weichenzungen vorzusehen, deren Bauart es gestattet, in einer Hohlschwelle untergebracht zu werden, deren Abmessungen denen der üblicherweise verwendeten Gleisschwellen entsprechen.

Weiterhin sollen einige Verbesserungen bezüglich der Funktion und einer einfacheren Wartung ermöglicht werden. So soll die Funktion verbessert werden, indem die Stellkräfte zur Bewegung der Schieberstange verringert werden, und die Wartung vereinfacht werden, indem die regelmäßige Schmierung der bewegten Teile der Weichenzungen-Verschlußvorrichtung entfallen kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst und insbesondere dadurch, daß die Schieberstange auf einem geeigneten Abrollkörper geführt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

So wird nach Anspruch 2 eine zylinderförmige Rolle als Abrollkörper bevorzugt. Aufgrund der Linienberührung zwischen der Schieberstange und der Rolle ist die Reibungskraft sehr gering und die bei den Weichenverschlüssen im Stand der Technik durchzuführende regelmäßige Schmierung der Schieberstange ist nicht länger nötig.

Indem, wie in Anspruch 3 beschrieben wird, die Rolle in ihrer Lage zur Backenschiene einstellbar ist, kann das Spiel zwischen Schieberstange und dem Verschlußelement des Weichenverschlusses, der sogenannten Verschlußklammer, eingestellt werden. Damit kann die genaue Lage der Kontaktflächen zwischen der Verschlußklammer und dem Verschlußstück einerseits und der Schieberstange andererseits eingestellt werden. Durch eine geeignete Beschichtung der aneinandergleitenden Teile, wie es im Anspruch 11 beschrieben wird, können die erforderlichen Stellkräfte zum Betätigen der Weiche weiter reduziert werden.

Eine achssymmetrische Bauweise des Verschlußstückes ermöglicht, daß dieses an beiden Seiten der Schiene gleichermaßen befestigt werden kann, wobei die Standardbohrungen der Deutschen Bundesbahn hierbei verwendet werden können. Durch diese Kompatibilität mit den bestehenden Anschlußmaßen der Deutschen Bahn AG und der Symmetrie des Verschlußstückes kann der erfindungsgemäße Weichenverschluß beliebig gegen bestehende Verschlüsse ausgetauscht werden und die Lagerhaltung reduziert werden, da für beide Seiten identische Verschlußstücke Verwendung finden. Durch die Verwendung einer Gummi- Metallbuchse für die Drehverbindung zwischen dem Zungenkloben und der Verschlußklammer, werden von der Stellzunge herrührende Schwingungen besser gedämpft und der Verschleiß der Bauteile reduziert.

Durch die vertikale Bauform des erfindungsgemäßen Weichenverschlusses besteht die Möglichkeit, diesen in einer Hohlschwelle anzuordnen. Dadurch kann, wie bereits erwähnt wurde, auch im Bereich des Weichenverschlusses das Unterstopfen der Schwellen maschinell erfolgen.

Weitere Vorteile bezüglich der Wartung neben dem bereits erwähnten Entfallen der Schmierarbeiten liegen in der einfachen Gestaltung der Verstell- und Sicherungselemente, die sämtlich mit dem vorhandenen, beschränkten Werkzeugsatz der Weichenschlosser betätigt und gegebenenfalls ersetzt werden können.

Zuletzt liegt ein Vorteil der Erfindung darin, daß neben dem Erfüllen sämtlicher Sicherheitsanforderungen der Deutschen Bundesbahn zusätzlich die im Stand der Technik als Gußteile ausgeführten Bauteile durch Stahlschmiedestücke ersetzt werden.

Schmiedestücke besitzen eine höhere Festigkeit, vor allen Dingen jedoch eine höhere Werkstoffelastizität als Gußstücke, wodurch eine Verringerung der Schadenshäufigkeit erzielt werden kann. So wird die Verschlußklammer, die in den bisher verwendeten Ausführungsformen aus Aluminiumbronze gegossen wird, durch ein geschmiedetes Bauteil aus Stahl ersetzt, dessen Gleitflächen mit Molybdän beschichtet werden. Durch die Molybdänbeschichtung werden die Gleit- und Notlaufeigenschaften deutlich verbessert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Aufriß der Verschlußvorrichtung für Weichenzungen gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch Fig. 1 entlang der Linie A- A in Pfeilrichtung;

Fig. 3 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Weichenzungen- Verschlußvorrichtung in Pfeilrichtung X betrachtet;

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Verschlußvorrichtung für Weichenzungen (Pfeilrichtung Y);

Fig. 5 zeigt eine Teilansicht der Verbindung der Stellzunge mit dem Zungenkloben in Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in Fig. 1;

Fig. 6 zeigt eine Teilansicht der Verbindung der Verschlußklammer mit dem Zungenkloben als Schnittdarstellung entlang der Linie C-C in Fig. 1; und

Fig. 7 zeigt die Funktion einer Weiche anhand einer Gesamtdarstellung mit einem geschlossenen und einem geöffneten Weichenverschluß.

In Fig. 7 ist die Funktion einer Weiche dargestellt. Die beiden Backenschienen 10 sind in einem definierten Abstand voneinander, der sogenannten Spurweite, parallel zueinander angeordnet. Je nach vorgegebener Fahrtrichtungswahl werden die Stellzungen 12 so bewegt, daß sich eine der beiden Stellzungen 12 im Kontakt zur zugehörigen Backenschiene 10 befindet, während sich die andere Stellzunge 12 einen geeigneten Abstand, den sogenannten Zungenaufschlag, von der zugehörigen anderen Backenschiene 10 entfernt befindet. In Fig. 7 ist der links angeordnete Weichenverschluß geschlossen, der rechts angeordnete Weichenverschluß ist geöffnet.

Die gleichzeitige Steuerung der beiden Weichenverschlüsse geschieht durch zwei gleiche Schieberstangenhälften 14, die über eine isolierte Verbindungslasche 15 miteinander verbunden sind. An der Verbindungslasche 15 greift ein Antriebsgestänge 17 an, welches von einem Stellmotor (nicht dargestellt) bewegt wird. Durch die Bewegung der Schieberstangen 14 und deren Zusammenwirken mit den Verschlußklammern 16, bzw. im geschlossenen Zustand auch mit dem Verschlußstück 22, werden die Weichenverschlüsse geöffnet bzw. verriegelt, wie später ausführlich erläutert werden wird.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, liegen die miteinander verbundenen Schieberstangenhälften 14 auf Führungsrollen 20 auf, deren Achse jeweils im Verschlußstück 22 befestigt ist. Durch die Führung der miteinander verbundenen Schieberstangen 14 auf den Führungsrollen 20 wird eine beinahe reibungsfreie Bewegung der Schieberstangen während des Stellvorgangs erreicht.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Verschlußvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie aus der Lage der Stellzunge 12 zur benachbarten Backenschiene 10 deutlich ist, befindet sich die Verschlußvorrichtung im verriegelten, geschlossenen Zustand.

Die Steuerung der Weiche folgt über die Schieberstange 14, die in einer Hohlschwelle (nicht dargestellt) geführt werden kann. Die Schieberstange 14 wird zwischen den gabelförmigen Enden eines geschmiedeten Zungenklobens 18 einerseits und den gabelförmigen Enden der Verschlußklammer 16 geführt. Zusätzlich rollt die Schieberstange 14 auf einer Führungsrolle 20, die auf einen Bolzen 24 aufgeschoben wird. Der Bolzen 24 wird durch Bohrungen und eingesetzte Buchsen in einem geschmiedeten Verschlußstück 22 geführt und durch Sicherungssplinte am Herausrutschen gehindert. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die vertikale Position der Führungsrolle 20 mit Hilfe einer Exzenterbuchse (nicht dargestellt) eingestellt werden.

Die beiden Schieberstangen 14 für beide Backenschienen einer Weiche sind durch das Zwischenstück 15 aus elektrisch nicht leitendem Material miteinander verbunden (siehe Fig. 7) und werden durch einen Elektroantrieb für die Weichenzungen- Schieberstangen 14 bewegt. Aufgrund des Linienkontakts zwischen der Führungsrolle 20 und der Schieberstange 14 ist die Reibung vernachlässigbar gering und daher keine Schmierung der Schieberstange 14 erforderlich.

Die Form der Schieberstange 14 ist speziell auf die Form der Verschlußklammer 16 abgestimmt, wie im Zusammenhang mit der Erläuterung der Wirkungsweise beschrieben werden wird.

Die Verschlußklammer 16 ist durch einen Bolzen 26 drehbar mit dem Zungenkloben 18 verbunden. Um eine Dämpfung der über die Stellzunge 12 auf dem Zungenkloben 18 übertragenen Schwingungen zu erreichen, wird der Bolzen 26 in einer Gummi-Metallbuchse 28 geführt, wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist. Federstecker sichern den Bolzen vor einem axialen Herausfallen.

Die Verschlußklammer 16 wird durch eine Öffnung im Verschlußstück 22 geführt, wie aus Fig. 3 deutlich wird. Eine nach unten gerichtete Gabelung der Verschlußklammer 16 dient als Führung (Mitnehmer) für die Schieberstange 14. Der axiale Abstand d zwischen der Verschlußklammer 16 und dem Verschlußstück 22 ist ausreichend groß bemessen, vorzugsweise um 30 mm groß, um einen Ausgleich der Relativbewegung zwischen Stellzunge 12 und Backenschiene 10 sicherzustellen.

Das Verschlußstück 22 ist, wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt wird, fest mit der Backenschiene 10 verschraubt. Hierzu dient eine Weichenschraube 32, an deren U-förmigen Steg in einem zur Lage der Standardbohrungen der Deutschen Bundesbahn korrespondierenden Abstand zwei Schraubenbolzen fixiert sind. Die Schraubenbolzen der Weichenschraube 32 werden durch die vorhandenen Bohrungen in den Backenschienen gesteckt, das Verschlußstück 22 auf die Gewindebolzen aufgesteckt und das Verschlußstück 22 mit Weichenmuttern 34 befestigt. Weichenmuttern besitzen eine definierte Schlüsselweite, für die im beschränkten Werkzeugsatz der Weichenschlosser der Deutschen Bundesbahn das geeignete Werkzeug vorhanden ist. Um ein Lösen der Weichenmuttern 34 zu verhindern, wird deren Rotationsbewegung durch ein Sicherungsblech 36 verhindert. Das Sicherungsblech 36 wird durch einen Sicherungsbolzen 38 gesichert, dessen Bohrung sich mittig zwischen den beiden Standardbohrungen für die Schraubenbolzen befindet. Die mittlere Bohrung für den Schraubenbolzen im Verschlußstück 22 ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, als Langloch gebildet, um das symmetrische Verschlußstück 22 an beiden Seiten der Backenschiene 10 befestigen zu können ohne aufgrund der zur Achse der Schieberachse nicht symmetrischen Standardbohrungen der Deutschen Bundesbahn zwei unterschiedliche Verschlußstücke verwenden zu müssen. Durch diese Ausführung können sowohl die Fertigungskosten für das Verschlußstück 22 als auch die Lagerhaltungskosten der Bahn gesenkt werden.

Wie bereits oben erläutert wurde, ist die Verschlußklammer 16 drehbar mit dem Zungenkloben 18 verbunden. Der Zungenkloben 18 wird, wie auch das Verschlußstück 22, bevorzugt aus Stahl geschmiedet, um eine höhere Bruchsicherheit zu erhalten als bei Gußstücken vorhanden ist. Am Zungenkloben 18 ist die Stellzunge 12 durch eine Schraubverbindung befestigt. Die Verschluß- Klammerschraube 40 besitzt, wie auch die Weichenmuttern 34, die dem Werkzeugsortiment der Weichenschlosser angepaßte Schlüsselweite.

Die Klammerschraube 40 durchsetzt den Zungenkloben 18 sowie die Stellzunge 12 und wird in ein Durchgangs-Innengewinde des Zungenklobens 18 geschraubt. Im Kontaktbereich des Zungenklobens 18 mit der Stellzunge 12 wird die Klammerschraube 40 durch eine, in die Stellzunge 12 drehfest eingeschlagene Exzenterspannbuchse 42 geführt.

Durch die Drehung der Exzenterspannbuchse 42 in der Stellzunge 12 kann der Abstand zwischen Stellzunge 12 und Backenschiene 10 eingestellt werden.

Um ein Lösen der Klammerschraube 40 zu verhindern, wird diese durch ein Sicherungsblech 44 gesichert und das Sicherungsblech 44 durch einen Sicherungssplint 46 gegen das Herausrutschen nach oben gesichert.

Eine weitere Sicherungsmaßnahme gegen ungewollten Verlust der Klammerschraube 40 stellt der Sicherungsbolzen 48 dar, der durch eine Bohrung im Zungenkloben 18 eingeführt wird. Der Sicherungsbolzen 48 wird gegen Herausfallen durch einen Splint 50 gesichert und ragt, wie aus den Fig. 1 und 4 deutlich ist, weit in den Bereich der Klammerschraube 40, so daß diese nicht aus der Bohrung heraustreten kann ohne daß der Sicherungsbolzen 48 zuvor entfernt wurde.

Damit der Kraftfluß vom Zungenkloben 18 auf die Stellzunge 12 nicht alleine von der Klammerschraube 40 und der Exzenterspannbuchse 42 aufgenommen werden muß, wird ein Keil 52 zwischen Zungenkloben 18 und Stellzunge 12 eingeschlagen und mit einem Sicherungsblech 54 gesichert, wie aus den Fig. 5 und 2 deutlich wird. Sowohl der Keil 52 als auch das Sicherungsblech 54 sind Standardteile der Weichenschlosser.

Im folgenden soll die Funktionsweise der Verschlußvorrichtung für Weichenzungen gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Zur Betätigung des Weichenverschlusses wird die Schieberstange 14 axial verschoben. Die Verschlußklammer 16 besitzt einen Absatz 16a, der mit der Nase 14a der Schieberstange beim Öffnen des Weichenverschlusses zusammenwirkt. In Fig. 1 ist die Schieberstange 14 in einer Stellung gezeigt, wie sie nach dem Schließen des Weichenverschlusses vorliegt. Eine axiale Verschiebung der Schieberstange 14 nach rechts bringt die Nase 14a und den Absatz 16a in Kontakt zueinander und erzeugt ein Drehmoment, das eine Drehung der Verschlußklammer 16 gegen den Uhrzeigersinn bewirkt. Es löst sich der Absatz 16b der Verschlußklammer 16 vom Vorsprung 22a des Verschlußstückes 22 und die Verschlußklammer 16 fällt unter ihrer Gewichtskraft in die durch den Absatz 14b gebildete Aussparung der Schieberstange. Damit ist die Verriegelung des Verschlußstückes 22 mit dem Zungenkloben 18 gelöst und der Weichenverschluß kann geöffnet werden.

Im umgekehrten Fall wird die Schieberstange 14 in axialer Richtung nach links gezogen, bis der Absatz 14b der Schieberstange gegen den Absatz 16c der Verschlußklammer 16 stößt und ein Aufgleiten der Verschlußklammer 16 auf die Schieberstange 14 bewirkt. Die Verschlußklammer 16 wird im Uhrzeigersinn um ihren Drehpunkt (Bolzen 26) gedreht und der Absatz 16b umgreift den Vorsprung 22a. Dadurch wird das Verschlußstück 22 wieder fest mit dem Zungenkloben 18 verbunden und die Stellzunge 12 in Kontakt zur Backenschiene 10 fixiert.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Verschluß von Stellzungen in Weichen mit

• - einer Backenschiene (10) und
• - einer Stellzunge (12), die durch ein
• - Verschlußelement (16) betätigt wird, wobei das Verschlußelement (16) gelenkig um eine in Längsrichtung der Backenschiene verlaufende Achse schwenkbar ist und so geformt ist, daß das Verschlußelement bei geschlossener Weiche festgeklemmt ist, um eine Bewegung der Stellzunge (12) zu verhindern; und
• - einer Schieberstange (14), die ortsfest relativ zur Backenschiene (10) geführt wird und mit dem Verschlußelement (16) zusammenwirkt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberstange (14) auf einem Rollkörper (20) geführt wird, der in definiertem Abstand zur Backenschiene (10) angeordnet ist.

2. Vorrichtung zum Verschluß von Stellzungen in Weichen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (20) eine zylindrische Rolle ist.

3. Vorrichtung zum Verschluß von Stellzungen in Weichen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Rotationsachse der Rolle (20) zur Backenschiene (10) verstellbar ist.

4. Vorrichtung zum Verschluß von Stellzungen in Weichen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschlußstück (22) an der Backenschiene (10) befestigt ist, wobei das Verschlußstück (22) von dem Verschlußelement (16) und der Schieberstange (14) durchsetzt ist und die Rotationswelle des Rollkörpers (20) im Verschlußstück (22) geführt ist.

5. Vorrichtung zum Verschluß von Stellzungen in Weichen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (22) achssymmetrisch ist und beidseits der Backenschiene (10) befestigt werden kann.

6. Vorrichtung zum Verschluß von Stellzungen in Weichen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellzunge (12) mit einem Zungenkloben (18) verbunden ist, um den das Verschlußelement (16) schwenkbar ist.

7. Vorrichtung zum Verschluß von Stellzungen in Weichen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zungenkloben (18) von einem Bolzen (26) durchsetzt ist, um den das Verschlußelement (16) schwenkbar ist, wobei der Bolzen (26) in einer Gummimetallbuchse (28) im Verschlußelement (16) bewegt wird.

8. Vorrichtung zum Verschluß von Stellzungen in Weichen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Stellzunge (12) relativ zur Lage des Zungenklobens (18) verstellbar ist.

9. Vorrichtung zum Verschluß in Stellzungen in Weichen nach Anspruch 8, wobei die Verstellvorrichtung der Lage der Stellzunge (12) relativ zur Lage des Zungenklobens (18) durch eine Exzenter-Spannbuchse (42) ausgeführt ist.

10. Vorrichtung zum Verschluß in Stellzungen in Weichen nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (22), der Zungenkloben (18) sowie das Verschlußelement (16) Schmiedeteile sind.

11. Vorrichtung zum Verschluß von Stellzungen in Weichen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberstange (14) sowie das Verschlußelement (16) in den Bereichen, in denen sie in gegenseitigen Kontakt oder in Kontakt zum Rollkörper (20) treten, eine geeignete Beschichtung, vorzugsweise eine Molybdänbeschichtung, aufweisen.