DE19962518C2 - Weichenstellsystem - Google Patents
WeichenstellsystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Weichenstellsystem mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Zu einem Weichenstellsystem gehören ein oder mehrere
Klammerverschlüsse und ein Weichenendverschluss, der
seinerseits eine Schieberstange umfasst. Der oder die
Klammerverschlüsse und der Weichenendverschluss mit
Schieberstange stellen eine synchrone Verstellung
unterschiedlicher Wegstrecken sicher, wobei der oder die
Weichenverschlüsse die Aufgabe besitzen, die Weichenzungen zu
bewegen und in ihrer Endstellung zu fixieren.
Die im Verschlusskasten stehende Schieberstange des
Klammerverschlusses dient dazu, eine auf ihr gleitende
Verschlussklammer und den Zungenkloben mit an ihm befestigter
Stellzunge mitzuführen und die Stellzunge auf einer Seite zur
Anlage an die Backenschiene zu bringen und dort in fixierter
Stellung zu halten. Auf der anderen Seite wird die Stellzunge
in einen vordefinierten Abstand, der sogenannten
Durchfahrrille, zur Backenschiene gebracht. Eine
vordefinierte Durchfahrrille muss bestehen, damit die Räder
eines Schienenfahrzeuges nicht an der Zungenschiene reiben
und diese beschädigen, oder gar auf die Zungenschiene
auffahren und entgleisen.
In der Technik ist das Standardsystem GMV der Deutschen
Bahn AG gut bekannt. Das System besteht aus einer im
wesentlichen geraden, isolierten Schieberstange, auf der acht
Druckstücke aufgeschraubt sind. Beim Umstellvorgang der
Weiche wird die Schieberstange mit den aufgeschraubten
Druckstücken horizontal in Längsrichtung der Schieberstange
bewegt. Die Druckstücke an der Schieberstange treten in
Eingriff mit dem Zungenkloben, an dem die Stellzunge
befestigt ist und bewegen die am Zungenkloben befestigte
Stellzunge an die Backenschiene heran oder von dieser weg.
Hierdurch wird die richtige Spureinstellung bewirkt.
Die Bewegung der Schieberstange erfolgt über einen
außenseitig angebrachten Stellmotor. Dieser kann zusammen mit
dem Weichenstellmechanismus in einer Kastenschwelle
witterungsgeschützt untergebracht werden.
Die Bauweise der Schieberstange führt dazu, dass der Bereich
zwischen den beiden Backenschienen, vermindert um die
dazugehörige jeweilige Verschlussvorrichtung, nur bedingt für
weitere Komponenten des Weichenstellsystems wie Stellmotor
oder Zungenüberwachung genutzt werden kann. Der außenseitig
angebrachte Stellmotor führt zudem zu einem relativ langen
Kraftübertragungsweg über eine Antriebsstange. Es besteht in
diesem Fall zudem die Gefahr, dass sich das System in Folge
einer außermittigen Krafteinleitung in die Schieberstange
verklemmt.
Die deutsche Patentanmeldung DE 195 02 105 A1 beschreibt eine
Verschlussvorrichtung für Weichenzungen, die ein
Verschlusselement umfasst und bei der die gerade
Schieberstange auf einem Rollkörper geführt wird. Dadurch
lassen sich Stellkräfte zum Betätigen der Weiche minimieren.
Die den nächstkommenden Stand der Technik darstellende GB 155 14 82 offenbart eine Weichenstellvorrichtung mit
einer in einer Kastenschwelle angeordneten Verbindungsstange zum Bewegen der Zungenschienen. Die
Verbindungsstange weist einen mittleren Abschnitt und zwei
Seitenabschnitte auf, wobei sich der mittlere Abschnitt
unterhalb der zwei fluchtenden Seitenabschnitte befindet. Ein
Stellmotor ist neben den Backenschienen angeordnet und sorgt
durch eine mit der Verbindungsstange verbundene
Kraftübertragungsstange für die Bewegung der Zungenschienen.
Die Kröpfung der Verbindungsstange dient dazu, dass die
Zungenschienen unmittelbar mit der Verbindungsstange
verbunden werden können.
Die DE-PS 47 323 beschreibt eine Verbindungsstange zwischen
zwei Zungenschienen, welche durch nach oben ragende
Verbindungsstücke mit der Verbindungsstange gekoppelt sind.
Die Zungenschienen werden über die Verbindungsstange mittels
eines Weichenstellhebels bewegt. Die Verbindungsstange und
die beiden Verbindungsstücke sind zur vereinfachten Montage
an den Zungenschienen zweiteilig ausgeführt.
Darüber hinaus offenbart die DE 195 02 105 A1 eine Weiche mit
zwei gleichen Schieberstangenhälften, die über eine isolierte
Verbindungslasche miteinander verbunden sind. An der
Verbindungslasche greift ein Antriebsgestänge an, welches von
einem Stellmotor bewegt wird.
Aus der US 5462245 A ist ein Weichenstellsystem mit einem
zwischen den Schienen liegenden Antrieb (actuator) bekannt.
Es weist aber keine gekröpfte Verbindungsstange auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Weichenstellsystem vorzuschlagen, das eine kompakte Anordnung
erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch ein Weichenstellsystem mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass die in der
Technik übliche gerade Schieberstange, die von einem
außenseitigen Stellmotor bewegt wird, durch eine gekrümmte
Schieberstange ersetzt werden kann. Die Verwendung einer
Schieberstange, die in den äußeren Teilen jeweils L-förmig
gebogen ist, bietet den Vorteil, dass der in der Mitte des
Weichenstellsystems frei werdende Platz dazu genützt werden
kann, zusätzlich benötigte Apparaturen wie den Stellmotor
oder die Zungenüberwachung kompakt unterzubringen. Die
kompakte Bauweise ermöglicht die Unterbringung des gesamten
Weichenstellsystems in Kastenschwellen, wodurch die ganze
Apparatur witterungsgeschützt in Gleisanlagen untergebracht
werden kann. Durch die geringere Belastung durch
Witterungseinflüsse bei Unterbringung des Systems in
Verschlussschwellen reduziert sich der witterungsbedingte
Verschleiß der Bauteile und die Wartungsarbeit. Die
vorgeschlagene Lösung besitzt zuletzt den Vorteil, dass die
Stellkräfte durch die mittige Anbringung des Stellmotors
gezielt in die Vorrichtung eingeleitet werden können und so
minimiert werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die Ansprüche 2 bis
10 gekennzeichnet.
So umfasst die Schieberstange nach einer bevorzugten
Ausführungsform ein Mittelstück und zwei Seitenstücke. Diese
Ausführungsform besitzt den Vorteil, dass die Bauteile aus
verschiedenen Materialien hergestellt werden können und/oder
eine Isolierung zwischen die Bauteile eingebracht werden
kann.
Vorteilhafterweise sind die Gleitkontaktflächen der
Schieberstange im Bereich des Zungenklobens
molybdänbeschichtet. Durch das Beschichten der
Gleitkontaktflächen der Schieberstange bedarf es keiner
Schmierung der Schieberstange im betreffenden Bereich.
Hierdurch kann die regelmäßig anfallende Wartungsarbeit
deutlich verringert werden. Des weiteren ist die Verschiebung
der Schieberstange stets leichtgängig, so dass die zu deren
Verschieben notwendigen Stellkräfte geringer sind. Dann kann
die Leistung der Stellantriebe entsprechend geringer
ausgelegt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schieberstange
so geformt, dass auf ihr Verschlussklammern mitgleiten und
mit ihr zusammenwirken können. Dies bietet den Vorteil, dass
die erfindungsgemäße Schieberstange in Verbindung mit
gesondert durch Verschlussklammern zu sichernden Stellzungen
eingesetzt werden kann.
Vorteilhafterweise sind das Mittelstück und die Seitenstücke
der Schieberstange aus mikrolegiertem Stahl geschmiedet.
Hierdurch vermindert sich der Verschleiß und erhöht sich die
Lebensdauer der Bauteile und es kann die regelmäßig
anfallende Wartungsarbeit deutlich verringert werden.
Außerdem ist die Herstellung der Teile im Schmiedeverfahren
unaufwendig.
Vorzugsweise sind die Seitenteile und das Mittelteil jeweils
durch eine Schraubverbindung gehalten und es befindet sich
jeweils ein Isolationselement zwischen den Mittel- und
Seitenstücken. Die Ausführung mit jeweils zwei Schrauben
verhindert das Verdrehen der Einzelteile gegeneinander.
Zusätzlich werden die Bauteile gegeneinander isoliert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schieberstange
so geformt, dass ein Stellmotor entweder mittig oder
außenseitig angebracht werden kann. Der Einbau des
Stellmotors in der Mitte der Anordnung führt zu einer
kompakten, geringen Einbauraum beanspruchenden Ausführung der
Weichenstelleinrichtung. Die Möglichkeit, den Stellmotor
außenseitig anzubringen, ist beim Übergang vom herkömmlichen
System mit geraden Schieberstangen auf das neue System
vorteilhaft. Es ist nicht nötig, den Stellmotor bzw. die
Stelleinrichtungen gleichzeitig mit der Schieberstange
auszutauschen.
Vorzugsweise sind das Mittelstück und die Seitenstücke der
Schieberstange mit Isolationsmaterial beschichtet. Die Gefahr
eines Versagens des Weichenstellmechanismus aufgrund eines
Stromübergriffs der elektrischen Bauteile des Stellmotors auf
die Schieberstange ist dadurch vermindert.
Vorteilhafterweise ist die Verschlussschwelle als
Kastenschwelle ausgebildet. Dadurch wird eine betriebsmäßig
einwandfreie Unterbringung aller zur Funktion benötigten
Bauteile in die Kastenschwelle ermöglicht. Dies wiederum
gewährleistet die Anwendung der hochtechnisierten,
mechanischen Gleisbaumethode, also den Einsatz von voll
mechanisierten Gleisstopfmaschinen mit Nivelliersystem und
Gleishebevorrichtung auch im Bereich der Weichenzungen.
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der
beigefügten Figuren beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Hälfte der Schieberstange
des erfindungsgemäßen Weichenstellsystems ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Hälfte der Schieberstange
des Weichenstellsystems in Blickrichtung X in
Fig. 1 ist; und
Fig. 3 eine Seitenansicht des Weichenstellsystems mit
Stellzunge in Abstandsposition zur Backenschiene
ist.
In Fig. 1 ist ein Teil der Schieberstange 13 zur Bewegung und
Fixierung von Eisenbahnweichenzungen dargestellt. Die zweite,
nicht dargestellte Hälfte ist achsensymmetrisch bezüglich der
Achse 18 zum dargestellten Teil aufgebaut.
Die Schieberstange umfasst vorzugsweise ein Mittelteil 2 und
zwei Seitenteile 1, von denen, wie oben erläutert wurde, nur
eines dargestellt ist. Das am anderen Ende des Mittelstücks 2
zu montierende Seitenteil ist entsprechend spiegelsymmetrisch
zum dargestellten Seitenteil aufgebaut.
Die Seitenteile 1 besitzen vorzugsweise eine Nase 1a, die mit
einem Absatz einer Verschlussklammer 8 beim Öffnen des
Weichenverschlusses zusammenwirkt. Ein Absatz 1b in den
Seitenteilen der Schieberstange dient dazu, den beim
Verriegeln des Verschlussmechanismus unter seiner
Gewichtskraft hineinfallenden Vorsprung der Verschlussklammer
8 aufzunehmen und somit ein Verschlussstück 14 mit einem
Zungenkloben 9 zu verriegeln. Fig. 3 zeigt die entriegelte
Seite des Weichenstellsystems.
Die Seitenteile 1 der Schieberstange sind, wie aus Fig. 1
deutlich ist, L-förmig ausgebildet. Durch diese Formgebung
wird einerseits Raum zur Unterbringung von Zusatzkomponenten
über den Mittelteil 2 geschaffen. Andererseits können die
kurzen Flächen 7 des L-förmigen Bauteils dazu dienen, die
Schieberstange direkt vom Schubbolzen (nicht dargestellt)
eines Weichenmittelantriebs zu beaufschlagen.
Die Seitenteile 1 der Schieberstange sind im Bereich 1c, über
den der Zungenkloben 9 gleitet, vorzugsweise
molybdänbeschichtet. Die Beschichtung der
Gleitkontaktflächen 1c der Schieberstange lässt manuelles
Schmieren entfallen, wodurch sich die Wartungsarbeit
verringert.
Das Seitenteil 1 der Schieberstange wird vorzugsweise aus
mikrolegiertem Stahl geschmiedet. Dadurch erhöht sich die
Lebensdauer der Bauteile und die Wartungsarbeit verringert
sich. Auch das Mittelteil 2 wird bevorzugterweise aus dem
gleichen Grund aus mikrolegiertem Stahl geschmiedet.
Seitenteile 1 und Mittelteil 2 der Schieberstange 13 sind mit
Isolationsmaterial voneinander getrennt. Das
Isolationsmaterial liegt in Form einer Kunststoffplatte vor,
die zwischen den Stangenteilen verschraubt wird. Dadurch kann
die Gefahr eines Stromübergriffs auf den Verstellmechanismus
vermindert werden.
Fig. 2 zeigt die Schieberstange 13 in Blickrichtung X aus
Fig. 1. Wie in Fig. 1 ist nur eine Symmetriehälfte der
Schieberstange 13 dargestellt. Die Ansicht in Fig. 2
entspricht in Einbaulage in einem Weichenstellsystem der
Blickrichtung von oben.
Fig. 2 zeigt, dass das Mittelteil 2 und die Seitenteile 1 der
Schieberstange 13 durch Schraubverbindungen aneinander
befestigt sind. Die Schrauben 3 werden durch entsprechende
Bohrungen in den Seitenteilen 1 und dem Mittelteil 2 der
Schieberstange geführt. Auf das Außengewinde der Schrauben 3
wird eine Mutter 4 aufgeschraubt, wobei vorzugsweise eine
selbstsichernde Mutter verwendet wird. Zwischen das
Seitenteil 1 und das Mittelteil 2 der Schieberstange 13 wird
noch ein Isolationsstück 5 eingebracht. In der dargestellten
Ausführung in Fig. 2 kommen zur Verbindung der Seitenteile 1
und des Mittelteils 2 der Schieberstange 13 jeweils 2
Schraubverbindungen zur Anwendung. Dadurch ist ein Verdrehen
der Seitenteile 1 gegen das Mittelteil 2 der Schieberstange
ausgeschlossen.
Aus Fig. 2 ist weiterhin ersichtlich, dass das Seitenteil 1
der Schieberstange 13 am außenseitigen Ende zwei Bohrlöcher 6
aufweist, die dazu dienen, einen außenseitigen Stellmotor mit
der Schieberstange zu verbinden. Damit wird die bislang
übliche Position zur Verbindung mit einem Stellmotors
weiterhin unterstützt.
Fig. 3 zeigt die Schieberstange in eingebautem Zustand in ein
Weichenstellsystem. Es ist ersichtlich, dass die
Schieberstange durch eine Aussparung im Zungenkloben 9
geführt wird und auf Rollen 15 gelagert ist. Die in Fig. 3
dargestellte Zungenschiene 10 wird in definiertem Abstand zur
Backenschiene 11 gehalten, wodurch eine Durchfahrrille mit
einem vorgegebenen Abstand a zwischen Zungenschiene und
Backenschiene gebildet ist. Die Backenschiene 11 stellt eine
herkömmliche Eisenbahnschiene dar, wie sie beispielsweise
unter der Bezeichnung UIC 60 von der Deutschen Bahn AG
eingesetzt wird. Die in Fig. 3 nicht dargestellte zweite
Zungenschiene im Bereich der anderen Schieberstangenhälfte
wird fest gegen die Backenschiene 11 gedrückt. Weiterhin
befindet sich die in Fig. 3 dargestellte Verschlussklammer in
unverriegeltem Zustand. Wird die Schieberstange 13 nach links
bewegt, so fällt die Verschlussklammer 8 unter ihrer
Gewichtskraft in die durch den Absatz 1b gebildete Aussparung
der Schieberstange.
Die gekröpfte Ausführungsform der Schieberstange 13
ermöglicht eine Aufnahme eines Stellmotors 16 im Bereich
zwischen den beiden Kröpfungen der Schieberstange. Der
Schubbolzen 17 des Weichenmittelantriebs 16 kann direkt an
den beidseitigen Abkröpfungen der Schieberstange angreifen
und so unerwünschte Kräfte minimieren.
Das in Fig. 3 dargestellte Weichenstellsystem ist in einer
Kastenschwelle 12 untergebracht. Neben einem Schutz vor
Witterungseinflüssen bietet dies den Vorteil, dass die
Anwendung der hochtechnisierten, mechanischen
Gleisbaumethode, also der Einsatz von voll mechanisierten
Gleisstopfmaschinen mit Nivelliersystem und
Gleishebevorrichtung zum Einsatz kommen kann.
Der wesentliche Aspekt der Schieberstange des
erfindungsgemäßen Weichenstellsystems liegt darin, dass eine
kompakte Bauweise von Weichenstellsystem und Stellmotor
möglich ist. Darüber hinaus lassen sich die durch den
Stellmotor erzeugten Kräfte gezielter und gleichmäßiger in
das Weichenstellsystem einleiten und führen so zu einer
geringeren Gefahr des Verklemmens der Bauteile und zu einer
Reduktion der benötigten Stellkräfte.
Claims (8)
1. Weichenstellsystem umfassend eine
Verschlussschwelle (12),
zwei Backenschienen (11), die auf der Verschlussschwelle (12) befestigbar sind,
zwei Zungenschienen (10), die relativ zu den Backenschiene (11) bewegbar sind und
eine Schieberstange (13), die einen mittleren Abschnitt (2) und zwei Seitenabschnitte (1) aufweist,
wobei sich der mittlere Abschnitt (2) im Einbauzustand unterhalb der zwei fluchtenden Seitenabschnitte (1) befindet,
dadurch gekennzeichnet dass ein Stellmotor (16) zur Bewegung der Zungenschienen (10) im Bereich des mittleren Abschnitts (2) der Schieberstange (13) angebracht ist.
Verschlussschwelle (12),
zwei Backenschienen (11), die auf der Verschlussschwelle (12) befestigbar sind,
zwei Zungenschienen (10), die relativ zu den Backenschiene (11) bewegbar sind und
eine Schieberstange (13), die einen mittleren Abschnitt (2) und zwei Seitenabschnitte (1) aufweist,
wobei sich der mittlere Abschnitt (2) im Einbauzustand unterhalb der zwei fluchtenden Seitenabschnitte (1) befindet,
dadurch gekennzeichnet dass ein Stellmotor (16) zur Bewegung der Zungenschienen (10) im Bereich des mittleren Abschnitts (2) der Schieberstange (13) angebracht ist.
2. Weichenstellsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet dass
der Stellmotor (16) oberhalb des mittleren Abschnitts
(2) der Schieberstange (13) angeordnet ist.
3. Weichenstellsystem nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mittlere Abschnitt als Mittelstück (2) und die
Seitenabschnitte als zwei Seitenstücke (1) ausgebildet
sind, wobei das Mittelstück (2) und die Seitenstücke (1)
über Verbindungsstücke miteinander verbunden sind.
4. Weichenstellsystem nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschlussschwelle als hohl gestaltete Stahlschwelle
(12) ausgebildet ist.
5. Weichenstellsystem nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gleitkontaktfläche der Schieberstange (13) im
Bereich des Zungenklobens (9) molybdänbeschichtet ist.
6. Weichenstellsystem nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Verschlussklammer (8) mitbewegt werden kann.
7. Weichenstellsystem nach einem oder mehreren der
Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mittelstück (2) und die Seitenstücke (1) aus
mikrolegiertem Stahl geschmiedet sind.
8. Weichenstellsystem einem oder mehreren der
Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Mittelstück (2) und den jeweiligen
Seitenstücken (1) eine Schraubverbindung (3, 4) besteht
und sich jeweils ein Isolationselement (5) zwischen
Mittelstück (2) und den Seitenstücken (1) befindet.
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