DE19514491C1 - Vorrichtung zum Verriegeln einer Weichenzunge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verriegeln einer Weichenzunge mit den in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmalen.

Eine entsprechende Vorrichtung ist der WO 95/03199 zu entnehmen. Der Weichenver­ schluß ermöglicht mit konstruktiv einfachen Maßnahmen eine Weichenzunge zu ver­ riegeln bzw. aufzuschlagen, wobei gleichzeitig eine Leichtgängigkeit erfolgt, die zu einer Wartungsreduzierung führt. Auch ist sichergestellt, daß die verriegelte Weichen­ zunge auch dann nicht entriegelt werden kann, wenn das Schiebeelement die Verschluß­ klammer nicht mehr ordnungsgemäß erfaßt oder gegebenenfalls von dieser gelöst ist. Über den Verlauf der beim Ver- bzw. Entriegeln wirkenden Kräfte sind dem Stand der Technik keine näheren Einzelheiten zu entnehmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die zum Verriegeln der Weichenzunge erforderlichen Kräfte kontrolliert eingestellt werden, insbesondere kleingehalten werden können.

Das Problem wird mit den den Patentansprüchen 1 und 2 zu entnehmenden Maßnahmen durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 oder 2 jeweils angege­ benen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß kann die Verriegelungskraft kontrolliert durch Veränderung des Verlaufs der Abstützfläche des zweiten Rollenelementes beeinflußt werden. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß ein ordnungsgemäßes Verriegeln erfolgt, wobei insbesondere das Überwinden eines Totpunktes in der einem oder mehreren Kurvensegmenten folgenden Abstützfläche des Klammergegenlagers sicherstellt, daß nach Verriegeln der Wei­ chenzunge ein unkontrolliertes Entriegeln nicht erfolgen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 bis 7 eine erste Ausführungsform eines Weichenverschlusses in verschiedenen Positionen einer zu verriegelnden Weichenzunge und

Fig. 8 bis 14 eine zweite Ausführungsform eines Weichenverschlusses, ebenfalls in verschiedenen Positionen einer zu verriegelnden Weichenzunge.

In den Figuren, in denen grundsätzlich gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist ein Ausschnitt einer aus Backenschiene 10 und Weichenzunge 12 bestehenden Weiche dargestellt, die über einen Klammerverschluß ver- bzw. entriegelt wird.

Hierzu geht von der Backenschiene 10 in bekannter Weise ein Verschlußstück 14 aus, das einerseits von einer Schiebestange 16 und andererseits von einer Verschlußklammer 18 vorzugsweise in Form von zwei parallel zueinander verlaufenden Winkelhebeln durchsetzt wird, zwischen denen die Schiebestange 16 verläuft.

Die Verschlußklammer 18 geht von einer Klammeraufnahme 20 aus und ist in dieser um eine Achse 22 drehbar gelagert. Die Klammeraufnahme 20 selbst ist in bekannter Weise vorzugsweise mit dem Fuß 24 der Weichenzunge 12 fest verbunden.

Das Verschlußstück 14 weist eine Abstützfläche 26 auf, an der ein erstes Rollenelement 28 in verriegelter Stellung der Weichenzunge 12 abstützbar ist und an dieser in nach­ stehend beschriebener Weise abrollt. Das Rollenelement 28 geht dabei von einem abgewinkelten Schenkel 30 der Verschlußklammer 18 aus. Das Rollenelement 28, das um eine Achse 32 drehbar gelagert ist, verläuft beabstandet zum freien Ende 34 des horizontalen Abschnitts 30 der Verschlußklammer 18.

Im Bereich des freien Endes 34 der Verschlußklammer 18 ist ein zweites Rollenelement 36 um eine Achse 38 drehbar gelagert, und zwar in einem in bezug auf die Backen­ schiene 10 bzw. Weichenzunge 12 nach unten abgewinkelten Abschnitt 40, so daß der horizontal verlaufende Abschnitt der Verschlußklammer 18 eine hakenförmige Geome­ trie mit dem am Ende angeordneten zweiten Rollenelement 36 aufweist.

Das zweite Rollenelement 36 ist in einem L-förmigen Kulissenschlitz 42 der Schiebestange 16 geführt aufgenommen. Dabei weist der Kulissenschlitz 42 einen horizontal verlaufenden Abschnitt 44 und einen nach unten, also von der Backenschiene 10 bzw. Weichenzunge 12 abgewandten Abschnitt 40 auf, der eine der Backenschiene 10 bzw. Weichenzunge 12 zugewandte Begrenzungsfläche 46 umfaßt, an der sich das zweite Rollenelement 36 abstützt und entlangrollt.

Ferner gehen von der Verschlußklammer 18 weitere Rollenelemente 48 und 50 aus, von denen das eine Rollenelement 48 an der Unterseite der Schiebestange 16 abgestützt ist und das andere Rollenelement 50 innerhalb eines in Längsrichtung der Schiebestange 16 verlaufenden Schlitzes 52 verläuft. Die weiteren Rollenelemente 48 und 50 verlaufen beim Verriegeln der Weichenzunge 12 in etwa vertikal unterhalb der Achse 22, als dem Klammerlager, wodurch sich günstige Hebelkräfte ergeben.

Schließlich ist die Schiebestange 16 auf einem weiteren Rollenelement 54 abstützbar, welches von dem Verschlußstück 14 ausgeht.

Wie die Figuren des weiteren verdeutlichen, setzt sich die dem ersten Rollenelement 28 zugeordnete Abstützfläche 26 aus zwei Kurvensegmentabschnitten 56 und 58 zusam­ men, die über einen als Totpunkt zu bezeichnenden Vorsprung 60 getrennt sind, den das Rollenelement 28 überwinden muß, um vollständig verriegelt zu werden bzw. aus der entriegelten Stellung heraus bewegt werden zu können. Der Totpunkt 60 stellt dabei sicher, daß bei verriegelter Weichenzunge 12 ein unkontrolliertes Entriegeln nicht erfolgen kann.

In den Fig. 1 bis 14 befindet sich jedoch das Rollenelement 28 noch nicht auf der Abstützfläche 26, sondern liegt an einer Kante 61 an, die in bezug auf das durch die Achse 22 vorgegebene Klammerlager als Klammergegenlager wirkt, an dem sich das Rollenelement 28 abstützt.

Wird die Schiebestange 16 in Richtung des Pfeils 62 mit einer Kraft P1 gezogen, so bilden sich beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 7, bei denen die Abstützfläche 46 des abgewinkelten Abschnitts 44 der Führung oder des Kulissenschlitzes 42 zu seinem horizontalen Abschnitt 44 einen spitzen Winkel einschließt, folgende Kräfte aus.

Die Verschlußklammer 16 ist über das unterhalb der Achse 22 der Verschlußklammer 18 in dem Längsschlitz 52 verlaufende Rollenelement 50 abgestützt, so daß sich eine Abstützkraft P2 ausbildet. Das innerhalb des abgewinkelten Abschnitts 44 verlaufende zweite Rollenelement 36 stützt sich an der Fläche 46 mit einer Kraft P3 ab. Das erste Rollenelement 28 stützt sich an der Kante 61 mit einer Kraft P4 ab. Die Verschluß­ klammer 18 selbst ist in ihrem Klammerlager mit einer Kraft PS abgestützt. Die Zunge ist ihrerseits mit einer Kraft P6 auf einem Gleitstuhl abgestützt. Schließlich wirkt zwischen Backenschiene 10 und Weichenzunge 12 eine Verschluß- bzw. Verriegelungskraft P7.

Der Verlauf der einzelnen Vektoren bzw. die sich aus diesen ergebenden Resultierenden sind den den einzelnen Figuren zugeordneten Kräfteparallelogrammen rein prinzipiell zu entnehmen. In den Kräfteparallelogrammen ist die sich aus den Kräften P2 und P3 ergebende Resultierende als P2, 3res eingetragen.

Bei der Darstellung der Fig. 1 ist der Abstand zwischen Backenschiene 10 und Wei­ chenzunge 12 im Vergleich zu den Darstellungen der Fig. 2 bis 7 am größten. Während dieses Verriegelns ist das erste Rollenelement 28 stets an der Kante 61 abgestützt.

Sukzessiv wird der Abstand verringert. Dabei bleiben die Kräfte P1 und P2 weitgehend konstant. Allein die Kraft P4 im Klammergegenlager 61, also der Berührungsfläche zwi­ schen dem ersten Rollenelement 28 und der Kante 61, ändert sich sowohl im Betrag als auch in der Richtung, so daß sich infolgedessen die Klammerlagerkraft PS, die Abstütz­ kraft P6 der Weichenzunge als auch die Verschlußkraft P7 ändern. Allerdings ändert sich bis kurz vor der endgültigen Verriegelung, also dem Punkt, in dem einerseits das erste Rollenelement am Kurvensegment 56 bzw. 58 der Abstützfläche 26 anliegt und andererseits das zweite Rollenelement von der Abstützfläche 46 in den horizontalen Abschnitt 44 des Kulissenschlitzes 42 übergeht, die Verriegelungskraft P7 nur geringfü­ gig. Erst dann, wenn der Übergang erfolgt und das vollständige Verriegeln durchgeführt wird (Fig. 7), ist eine starke Erhöhung der Klammerlagerkraft P5 bzw. der Verriege­ lungskraft P7 festzustellen.

Mit anderen Worten wird bis kurz vor der Verriegelung eine nahezu gleichbleibende geringe Verriegelungskraft benötigt, um die Weichenzunge an die Backenschiene heranzuziehen. Der sich ändernde Abstand ist rein prinzipiell den Fig. 1 bis 7 im anein­ anderliegenden Bereich zwischen Backenschienenkopf und Weichenzungenkopf erkenn­ bar.

Will man die Verriegelungskraft P7 bzw. die Klammerlagerkraft P5 in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen Kopf der Backenschiene 10 und der Weichenzunge 12 mit zunehmender Verringerung des Abstandes möglichst lange gleich lassen und erst bei vollständiger Verriegelung stark erhöhen, wie dies aus den Fig. 8 bis 14 erkennbar ist, in denen ebenfalls wiederum gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so ist es nur erforderlich, daß die Abstützfläche 64 im abgewinkelten Abschnitt 44 des Kulissenschlitzes 42, innerhalb der das zweite Rollenelement 36 geführt aufgenom­ men ist, in ihrem Verlauf geändert wird.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 7 rollt jedoch gemäß den Fig. 8-14 das zweite Rollenelement 36 an eine Abstützfläche 64 ab, die vertikal oder sogar zu dem horizontalen Abschnitt 44 des Kulissenschlitzes 42 einen stumpfen Winkel ein­ schließt.

Durch diesen Verlauf der Führungsfläche 64 und die damit verbundene Kraft P3 ausgehend von der Achse 38 des zweiten Rollenelementes 36 verändern sich die Kräfte P4, P5, P6 und P7 mit zunehmender Abstandsverringerung zwischen Backenschiene 10 und Weichenzunge 12, so daß folglich auch ein sicheres Verriegeln einer Weichenzunge dann möglich ist, wenn erhöhte Verriegelungskräfte P7 notwendig sind, ohne daß gleichzeitig die Kraft P1, mit der die Schiebestange 16 verstellt wird, erhöht werden muß.

Unabhängig vom Verlauf der Abstützfläche 46 bzw. 64 wandert selbstverständlich das zweite Rollenelement beim Verriegeln der Weichenzunge 12 entlang der Abstützfläche 46, 64 hoch, um sich bei verriegelter Weichenzunge 12 im horizontalen Abschnitt 44 des L-förmigen Kulissenschlitzes 42 zu befinden. Um dieses "Hochwandern" sicherzu­ stellen, muß die Neigung der Abstützfläche 46 bzw. 64 so gewählt werden, daß die durch die Verbindungslinie zwischen Drehachse 38 des Rollenelementes 36 und Drehachse 22 der Verschlußklammer 18 verlaufende Kraft eine in Richtung des hori­ zontalen Abschnitts 44 des Kulissenschlitzes 42 verlaufende Komponente aufweist, die größer als die der Rollbewegung entgegengesetzten Reibungskräfte sind.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Verriegeln einer Weichenzunge mit einer Backenschiene (10) mittels einer Verschlußklammer (18), die gelenkig von einem mittelbar oder unmittelbar von der Weichenzunge (12) ausgehenden Klammerlager (20) ausgeht, und die über ein erstes Rollenelement (28) an einer als Klammergegenlager wirkenden Abstützkante oder -fläche (26, 61) abstützbar ist, die ihrerseits von einem mit der Backenschiene (10) verbundenen Verschlußstück (14) ausgeht, wobei die das Verschlußstück (14) durchsetzende Verschlußklammer (18) ein zweites Rollenelement (36) aufweist, das von einer in einem die Verschlußklammer (18) mitnehmenden geführten Schiebee­ lement (16) verlaufenden Führung (42) mit einem horizontal verlaufenden Abschnitt (44) und einem zu diesem abgewinkelten und von der Weichenzunge abgewandten Abschnitt (40) aufgenommen ist und vor dem Verriegeln an einer eine Begrenzungs­ fläche bildenden Abstützfläche (46, 64) des abgewinkelten Abschnitts (40) abgestützt ist und bei verriegelter Weichenzunge (12) in dem horizontalen Abschnitt (44) verläuft, wobei auf das Schiebeelement (16) zum Verriegeln der Weichenzunge (12) eine erste Kraft (P1), im Klammerlager (20) eine fünfte Kraft (P5) und im Klammer­ gegenlager (26, 61) eine vierte Kraft (P4) wirkt und wobei das zweite Rollenelement (36) mit einer dritten Kraft (P3) an der Abstützfläche (46; 64) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der fünften Kraft (P5) im Klammerlager (20) mit zunehmender Abstandsverringerung zwischen Backenschiene (10) und Verschlußklammer (18) bei gleichzeitiger auf das Schiebeelement (16) im wesentlichen gleichbleibend einwirken­ der erster Kraft (P1) der abgewinkelte Abschnitt (40) der auf der der Weichenzunge (12) abgewandten Seite des Verschlußstücks (14) gelegenen Führung (42) mit seiner Abstützfläche (46) für das zweite Rollenelement (36) derart verläuft, daß die Abstütz­ fläche (46) mit dem horizontalen Abschnitt (44) einen spitzen Winkel einschließt und dadurch die dritte Kraft (P3) ausgehend vom Drehpunkt (38) des zweiten Rollen­ elementes (36) horizontal oder in Richtung des horizontalen Abschnitts (44) der Führung verläuft.

2. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer im wesentlichen gleichbleibenden fünften Kraft (P5) im Klammerlager (20) mit zunehmender Abstandsverringerung zwischen Backenschiene (10) und Verschlußklammer (18) bei gleichzeitiger auf das Schiebeelement (16) im wesent­ lichen gleichbleibend einwirkender erster Kraft (P1) der abgewinkelte Abschnitt (40) der auf der der Weichenzunge (12) abgewandten Seite des Verschlußstücks (14) gelegenen Führung (42) mit der Abstützfläche (64) für das zweite Rollenelement (36) derart verläuft, daß die Abstützfläche (64) mit dem horizontalen Abschnitt (44) einen rechten oder stumpfen Winkel einschließt und dadurch die dritte Kraft (P3) von dem horizontalen Abschnitt (44) der Führung weggerichtet verläuft, und unmittelbar vor vollständiger Verriegelung der Weichenzunge die fünfte Kraft (P5) stark zunimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das entlang der an der ortsfest zur Backenschiene (10) verlaufenden Abstützfläche (26) abrollende erste Rollenelement (28) im Abstand zum äußeren auf der der Wei­ chenzunge (12) abliegenden Seite der Backenschiene verlaufende freie Ende der Ver­ schlußklammer (18) drehbar gelagert ist und daß das zweite in der eine L-Form aufweisenden Führung (42) angeordnete Rollenelement (36) in einem von der Backen­ schiene weg nach unten abgewinkelten Abschnitt (64) der Verschlußklammer (18) ge­ lagert ist.

4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklammer (18) über zumindest einem dritten und vierten Rollen­ element (48, 50) gegenüber dem Schiebelement (16) abstützbar ist, wobei in verriegel­ ter Position der Weichenzunge (12) das dritte und vierte Rollenelement (48, 50) in etwa vertikal unterhalb der Achse (22) der Verschlußklammer verläuft.

5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Rollenelement (50) in einer in Längsrichtung des Schiebeelements (16) verlaufenden Führung (52) angeordnet ist.