EP0984881B1 - Einrichtung zum verriegeln der endlagen von beweglichen weichenteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verriegeln der Endlagen von beweglichen Weichenteilen, insbesondere Weichenverschluß, bei welcher zwei relativ zueinander axial verschiebliche Teile in eine in wenigstens einer Bewegungsrichtung kraftschlüssig miteinander gekuppelten Lage verschiebbar sind, wobei die relativ zueinander verschieblichen Teile von einem Rohr und einer im Rohr geführten Stange gebildet sind und zumindest teilweise in einem ortsfesten Außenrohr angeordnet sind, wobei von Kugeln gebildete Verriegelungsglieder mit den zueinander axial verschieblichen Teilen und dem Außenrohr zusammenwirken und in radialer Richtung in eine Verriegelungslage in eine Ausnehmung bzw. Innenringnut des Außenrohres verschiebbar sind.

Aus der EP-A 603 156 ist bereits eine Einrichtung der vorgenannten Art bekanntgeworden, bei welcher von Kugeln gebildete Verriegelungsglieder über Anschläge, welche von verdickten Bereichen der Stange gebildet sind, in ihre Verriegelungslage gepreßt werden, wobei sie in der Verriegelungslage in einer Ausnehmung des Außenrohres und an einem mit vollem Durchmesser ausgebildeten Teilbereich der Stange anliegen. Die Kugeln durchsetzen Durchbrechungen der die Stange umgebenden mit jeweils einer Zunge verbundenen Rohre, sodaß eine Relativverschiebung dieses mit der Zunge verbundenen Bauteiles, nämlich des Rohres, relativ zum Außenrohr dann wirkungsvoll verhindert wird, wenn die Kugeln in ihre äußere Position gedrückt werden und somit eine Verriegelung zwischen Außenrohr und rohrförmigem Bauteil erfolgt. Zur Lösung der Verriegelung muß die Stange verschoben werden, wobei die Kugel auf Bereiche mit geringerem Durchmesser zurückfallen kann und somit aus der Verriegelungslage in der Nut des Außenrohres austritt.

Bei der bekannten Einrichtung wurde jeweils nur eine Seite, nämlich die anliegenden Zunge, entsprechend verriegelt und die korrekte Position der abliegenden Zunge durch zusätzliche Einrichtungen, wie beispielsweise eine Koppelstange, gewährleistet. Derartige Koppelstangen sind aus sicherheitstechnischen Gründen von den einschlägigen Bahnverwaltungen üblicherweise vorgeschrieben. Während bei der Verschiebebewegung der Zunge die über die Kugel aufzunehmenden Kräfte durch die maximal zulässige Verschiebekraft beschränkt sind, können die Kugeln in der Verriegelungslage vielfach höher beansprucht werden. Umstellkräfte liegen üblicherweise in der Größenordnung von 150 kp, wohingegen die auf die Verriegelungsbauteile wirkenden Kräfte im Bereich von 10000 kp und mehr liegen können. Da diese Verriegelungskräfte von Kugeln nur über eine Linienpunktberührung aufgenommen werden können, werden die Berührungspunkte einer übermäßig hohen Belastung ausgesetzt, was zu unzulässigen Verformungen führen kann.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, die Funktion bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern und auch die Aufnahme von überaus hohen Verriegelungskräften ohne Gefahr einer vorzeitigen Funktionsbeeinträchtigung der Verriegelung sicherzustellen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Einrichtung zum Verriegeln der Endlagen von beweglichen Weichenteilen gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Ausbildung besteht im wesentlichen darin, daß die Kugeln von einem aufweitbaren Ring oder einem aus Segmenten bestehenden Ring umgriffen sind, daß die Segmente bzw. der Ring federnd in einer Position mit einem Außendurchmesser gehalten sind bzw. ist, welcher kleiner oder gleich dem Außendurchmesser des im Außenrohr geführten axial verschieblichen Rohres ist, und in eine Umfangsnut dieses Rohres eintauchen bzw. eintaucht und daß die Kugeln in Durchbrechungen des Rohres zwischen der Stange und dem Ring angeordnet sind. Dadurch, daß die Kugeln nunmehr nicht mehr unmittelbar mit den Kanten der Nuten des Außenrohres in der Verriegelungslage zusammenwirken, wird eine übermäßige Kantenbelastung vermieden und die entsprechend hohe Belastung von den Ringsegmenten oder dem aufweitbaren Ring aufgenommen, welche selbst wiederum entsprechenden Querschnitt aufweisen können, um eine flächige Anlage an den Seitenwänden der für die Verriegelung wirksamen Nuten sicherzustellen. Dadurch, daß nun der aufweiterbare Ring bzw. diese Segmente federnd nach innen gezogen werden, wird gleichzeitig bei einer Verschiebung der Stange in eine Position, in welcher die Kugeln auf einen Bereich verringerten Querschnittes zurücktreten können, gewährleistet, daß diese radial einwärts gerichtete Bewegung der Kugeln durch die Kraft der Federn unterstützt wird, sodaß in der Folge ein minimaler Verschiebewiderstand zwischen dem mit der Zunge gekoppelten Bauteil und dem Außenrohr sichergestellt wird. Zur diesem Zwecke tauchen die Segmente des Ringes in eine Umfangsnut des Rohres ein, wobei die Kugeln selbst, wie bei der bekannten Ausbildung, in radialen Durchbrechungen des Rohres geführt sind.

Mit Vorteil ist eine weitere Ausbildung hiebei so getroffen, daß die Ringsegmente zur axialen Verschieberichtung normale oder unter einem spitzen Winkel geneigt verlaufende Stirnflächen aufweisen, welche in der Verriegelungslage mit den Anschlägen des Außenrohres zusammenwirken, sodaß eine wirksame und sichere Abstützung hoher Verriegelungskräfte in der Verriegelungslage gewährleistet wird.

In besonders einfacher Weise kann die Feder der Ringsegmente von in Umfangsrichtung verlaufenden Federn bzw. einem Federband gebildet sein. Prinzipiell können die einzelnen Ringsegmente durch gesonderte Federn miteinander verbunden sein, wobei eine Ausbildung mit außen umlaufenden durchgehenden Federband besonders einfach in der Herstellung ist.

Um die Sicherheit weiter zu erhöhen und nicht nur die jeweils angepreßte Zunge zu verriegeln sondern gleichzeitig auch die abliegende Zunge in einer entsprechenden Position verriegeln zu können, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß die Stange in ihrem Endbereich zwei auf geringeren Durchmesser abgesetzte axiale Bereiche und einen dazwischen liegenden axialen Bereich mit vollem Durchmesser aufweist, dessen axiale Länge geringer ist als der Abstand zweier in axialer Richtung des Rohres benachbarter Kugeln. Bei einer derartigen Ausbildung kann somit eine Mehrzahl in Achsrichtung benachbarter Ebene als Verriegelungsebene genutzt werden und es kann bei kompakten Baumaßen ein großer Verschiebeweg mit entsprechender Verriegelung der Endlagen erzielt werden. In besonders vorteilhafter Weise ist die Ausbildung hiebei so getroffen, daß jedes jeweils mit einer Weichenzunge verbundene axial verschiebliche Rohr in axialer Richtung versetzte Durchbrechungen in einem axialen Abstand (l₁) aufweist und daß das Außenrohr wenigstens zwei auf einem den Durchmesser des Innenrohres übersteigenden Radius liegende zueinander entgegengesetzt angeordnete Anschläge in einem axialen Abstand (l₂) > (l₁) aufweist, wobei der Abstand (l₂) vermindert um den Abstand (l₁) dem axialen Verschiebeweg zwischen anliegender und abliegender Endlage einer Zunge entspricht. Bei einer derartigen Ausbildung kann jeweils die Verriegelung der abliegenden Zunge durch eine innenliegende Ebene von Kugeln und Segmenten und die Verriegelung der sich in Anlagestellung befindenden Zunge durch eine außenliegende Ebene von Kugeln und Segmenten gewährleistet werden, wobei gleichzeitig sichergestellt werden kann, daß die jeweils gewünschte Richtung der Verriegelung in beiden Fällen erzielt wird. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die sich in Anlage befindliche Zunge gegen ein Zurückbewegen in eine Ablagestellung und die in Ablage befindliche Zunge gegen eine Bewegung in Anlagestellung gesichert wird.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Verriegeln der Endlagen kann gleichzeitig als Antrieb für die Verschiebung der Zungen in die Anlageposition oder in die Ablagestellung herangezogen werden. Ein derartiger kompakter Verschiebeantrieb läßt sich insbesondere dadurch besonders einfach ausbilden, daß die in die Rohre eintauchende verschiebliche Stange über ihre axiale Länge durchgehend ausgebildet ist und in einem mittleren Bereich mit einer Antriebsvorrichtung, insbesondere einem Kolben verbunden ist, welcher in einem als Zylinder eines doppeltwirkenden Zylinderkolbenaggregates ausgebildeten Außenrohr durch Fluid axial verschiebbar antreibbar ist. Die Stange wirkt somit als Kolbenstange eines doppelt wirkenden Zylinderkolbenaggregates und aufgrund der jeweils zwei in axialer Richtung versetzt angeordnete Ringe mit den jeweiligen Ringsegmenten und den zugehörigen Kugeln kann jeweils eine der auf diese Weise geschaffenen Ebenen für den Verschiebeantrieb und/oder die Verriegelung genützt werden. In der Verriegelungslage liegen die Kugeln auf einem Teilbereich der Stange mit vollem Durchmesser auf und können daher bei einer Verschiebung der Stange keinesfalls in Achsrichtung verschoben werden, da sie ja in der Umfangsnut des Außenrohres verriegelt sind. Wenn eine derartige außenliegende aus Kugeln und Ringsegmenten bestehende Verriegelungsebene in der Folge durch Verschieben der Stange in eine Entriegelungsposition gebracht wird, können diese gleichen Kugeln dann, wenn sie am endseitigen Bereich der Stange anliegen, nicht für einen Verschiebeantrieb des mit der Zunge verbundenen Rohres verwendet werden. Vielmehr muß eine Anschlagschulter des auf größerem Durchmesser liegenden Bereiches in der Folge für den Verschiebeantrieb die innenliegenden Kugeln erfassen und auf diese Weise, daß mit den Zungen verbundene außenliegende Rohr über den Verstellweg der Zungen mitnehmen. Dieser Stellweg erstreckt sich bis in einen weiteren Bereich des Außenrohres, in welchem die Kugeln wiederum nach außen durchtreten können und in eine neue Verriegelungslage für die nunmehr abliegende Zunge austreten, wobei die Verschiebung der Zunge aus dieser Ablagestellung heraus auf diese Weise verhindert wird. Der im Endbereich vorgesehene zwischen zwei auf geringerem Durchmesser abgesetzte axiale Bereich mit vollem Durchmesser muß, wie bereits erwähnt, eine axiale Länge aufweisen, welche geringer ist als der Abstand zweier in axialer Richtung dessen Rohres benachbarter Kugeln, um sicherzustellen, daß die Entriegelung eingetreten ist bevor die Verschiebebewegung eingeleitet wird.

Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Ausbildung so getroffen, daß das Außenrohr an jeweils einer Seite des Zylinders zwischen der dem Zylinder benachbarten Ausnehmung für die Verriegelung einer Endlage der Zungen und der zweiten Ausnehmung für die Verriegelung der entgegengesetzten Endlage der Zungen eine weitere ringförmige Ausnehmung mit einer lichten Weite aufweist, welche geringer ist als die lichte Weite der Verriegelungsausnehmungen für die Endlagensicherung. Eine derartige Ausbildung bietet eine zusätzliche Sicherheit dann, wenn beispielsweise die Koppelstange gebrochen ist. Im Falle eines Bruches der Koppelstange hat nämlich die Verschiebung einer abliegenden Zunge in die anliegende Position nicht mehr die synchrone Verschiebung der ursprünglich anliegenden Zunge in eine abliegende Position zur Folge, da ja diese Zwangskoppelung über die Koppelstange erzielt wurde. Die ursprünglich anliegende Zunge wird zwar durch die Anschlagschulter und die Kugeln gleichfalls in eine Ablageposition bewegt, wobei jedoch nicht die korrekte Ablageposition sichergestellt wird, welche nur bei Vorhandensein einer Koppelstange erzielt würde. In diesen Fällen würde die Zugbelastung auf die in diesem Fall für den Antrieb wirksam werdenden Kugeln ausreichen, um diese Kugeln samt ihren Ringsegmenten in die dazwischen liegende weitere ringförmige Ausnehmung zu verlagern, womit eine weitere Verschiebung nicht mehr möglich ist. Wenn, wie es einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung entspricht, an oder nahe der (den) von der Kolbenstange durchsetzten Stirnflächen des Zylinders Näherungssensoren oder vom Verschiebeweg abhängige Schalter angeordnet sind, würde in diesem Falle unmittelbar ein Signal generiert werden, welches eine nicht korrekte Lage der abliegenden Zunge signalisiert, woraus auf einem Bruch der Koppelstange geschlossen werden kann.

Um sichere Funktion und eine entsprechende Abfolge der jeweiligen Verschiebe- und Verriegelungsschritte zu gewährleisten, ist die Ausbildung erfindungsgemäß mit Vorteil so getroffen, daß in einer Endlage der Zungen der Abstand (l₃) der dem Zylinder zugewandten Kugeln auf geringerem Durchmesser der Stange und dem von dem axialen Bereich mit vollen Durchmesser gebildeten Anschlag größer ist als der Abstand (l₄) der außenliegenden Kugeln des dem Zylinder gegenüberliegenden Teiles der Stange von dem diesen Kugeln benachbarten, durch den axialen Bereich mit vollem Durchmesser gebildeten Anschlag gewählt ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß in all denjenigen Fällen, in welchen die Koppelstange ihre Funktion erfüllt, ein unbeabsichtigtes Austreten der voreilenden Kugeln in die Zwischenausnehmung des Außenrohres vermieden wird und die weitere Bewegung in keiner Weise verhindert wird. Lediglich dann, wenn die Koppelstange gebrochen ist, gelangen diese Kugeln an den entsprechenden Gegenanschlag des auf vollem Durchmesser verbreiternden Bereiches der Stange und werden auf diese Weise in eine Lage verbracht, in welcher auch die weitere Verschiebung der Stange nicht mehr möglich ist.

Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Ausbildung so getroffen, daß in einer Endlage der Stange der axiale Abstand (l₅) der auf vollem Querschnitt aufliegenden Kugeln in ihrer Verriegelungslage zum endseitigen abgesetzten Bereich der Stange größer ist als der Abstand (l₆) der am gegenüberliegenden Ende der Stange am vollen Querschnitt anliegenden axial innenliegenden Kugeln von dem durch den vollen Querschnitt der Stange gebildeten innenliegenden Anschlag. Eine derartige Ausbildung erlaubt die gewünschte Bewegungsabfolge, wobei zuerst die abliegende Zunge entriegelt wird und in der Folge die Verriegelung der anliegenden Zunge aufgehoben wird.

Mit Vorteil ist die axiale Breite der außenliegenden Verriegelungsnuten des Außenrohres größer als die axiale Breite des aus Segmenten bestehenden Ringes, wodurch ein sicheres Eintreten der Segmente unter dem Druck der Verriegelungsglieder in die Verriegelungslage des Außenrohres gewährleistet wird.

Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich unter minimalen Modifikationen und unter weitestgehender Verwendung identischer Bauteile auch für eine Ausbildung, bei welcher die Weiche auffahrbar ist. In diesem Fall muß eine erste dem Zungenende abgewandte Einheit so ausgebildet sein, daß sie unter der Kraft der rollenden Last geöffnet werden kann, wobei eine entsprechende hydraulische Koppelung die Verriegelung der nachfolgenden Einheiten aufheben kann. Mit Vorteil ist die Ausbildung hiebei so getroffen, daß bei Anordnung einer Mehrzahl von in Schienenlängsrichtung in Abstand voneinander angreifenden Einrichtungen zum Verriegein der Endlagen wenigstens eine Einrichtung entgegen der Kraft einer Feder verschiebbare Verriegelungsglieder aufweist, welche nach einem vorbestimmten Verschiebeweg in axialer Richtung unter Kompression der Feder in radialer Richtung auswärts verlagerbar sind und den weiteren Verschiebeweg der Stange freigeben und daß die Fluidräume der Zylinderkolbenaggregate benachbarter Einrichtung miteinander zu gleichsinniger Verschiebung der Kolben verbunden sind. Ein Entriegeln dieser dem Zungenende abgewandten ersten Einheit unter Überwinden der Kraft der Feder führt durch das Auspressen von Fluid in die entsprechenden Arbeitsräume weiterer in Richtung zum Zungenende angeordneter Einheiten dazu, daß auch diese Einheiten hydraulisch entriegelt werden und auf diese Weise eine Umstellung durch die rollende Last beim Auffahren der Weiche gelingt. Die definitive Verriegelung einer derartigen nach dem Auffahren umgestellten Weichen muß allerdings wiederum durch einen entsprechenden hydraulischen Antrieb der Stangen gewährleistet werden, um sicher die jeweils geforderte Endlage zu erzielen.

In besonders einfacher Weise ist die Ausbildung in diesen Fällen so getroffen, daß die Federn als die Kolbenstange konzentrisch umgebende Schraubenfedern ausgebildet sind, welche zwischen den Stirnwänden des Zylinderkolbenaggregates und jeweils einem im Außenrohr gegen einen Anschlag des Außenrohres verschieblichen Federteller abgestützt sind, wobei der im Außenrohr verschiebliche Federteller über seinen Umfang verteilt in radialen Durchbrechungen des Federtellers radial verschiebliche Kugeln trägt. Ein derartiger Federteller, welcher die in radialer Richtung verlagerbaren Kugeln trägt, wird sichergestellt, daß der Kompressionshub sich nur über einen beschränkten Weg erstreckt und in der Folge die freie Verschiebbarkeit der Stange und damit die vollständige Entriegelung gewährleistet ist. Die Kugeln werden zu diesem Zweck in ihrem Federteller in eine radial auswärtige Position verbracht, in welcher die Feder für die weitere Verschiebung der Stange nicht weiter komprimiert werden muß.

Die Mitnahme der jeweils anliegenden Zunge in die Ablage erfolgt beim Auffahren durch Verschiebekräfte, welche auf die abliegende Zunge zur Wirkung gelangen. Bei dieser Ausbildung, welche die dem Zungenende am weitesten entfernt liegenden Bereiche der Weichen betrifft, ist in der Regel keine weitere Spur bzw. Koppelstange mehr vorgesehen, da die Koppelstangen üblicherweise nahe dem Weichenantrieb selbst angeordnet sind. Um somit die Verschiebung der anliegenden Zunge in die Ablageposition vorzunehmen, ohne daß zu diesem Zweck der Radkranz die anliegende Zunge aufdrücken muß, ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß die mit axial wirkenden Federn zusammenwirkende Stange an ihren endseitigen Stirnflächen einen Kopf mit den Durchmesser der Stangen übersteigendem Durchmesser tragen, welcher mit axial außenliegenden Anschlägen des Rohres zusammenwirkt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Weiche mit vier Einheiten zur Verriegelung der Endlagen, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 durch eine Einheit zum Verriegeln der Endlagen, Fig. 3 den vergrößerten linken Teilbereich der Fig. 2 mit dem Antrieb für die abliegende Zunge, Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des rechten Teilbereiches der Fig. 2 mit dem Antrieb für die anliegende Zunge, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1 durch eine entgegen der Kraft von Federn auffahrbare Verriegelungseinheit, Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des linken Teilbereiches der Fig. 5 für den Antrieb der abliegenden Zunge, Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung des rechten Teiles der Fig. 5 mit dem Antrieb der anliegenden Federzunge, Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 4 und Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 4 mit den Ringsegmenten in ihrer einwärtigen bzw. der auswärtigen Lage.

In Fig. 1 ist eine Weiche 1 dargestellt, wobei Weichenzungen 2 und 3 vorgesehen sind. Die Weichenzunge 2 befindet sich in Anlage an die durchgehenden Schienen 4, wohingegen die Weichenzunge 3 sich in der Darstellung nach Fig. 1 in Ablage befindet. Zwischen den Weichenzungen 2 und 3 sind jeweils Einrichtungen zum Verstellen und Verriegeln der Position der Weichenzungen 2 und 3 vorgesehen, welche mit 5 bezeichnet sind. Die dem Zungenende entfernt liegende erste derartige Einheit ist mit 6 bezeichnet, da diese Einheit sich baulich von den anderen Einheiten unterscheidet.

Bei der den Zungenenden benachbarten ersten Einrichtung 5 ist zusätzlich eine Koppelstange 7 ersichtlich, welche bei einer Verstellung einer Zunge die entsprechend korrespondierende Bewegung der zweiten Zunge kraftschlüssig sicherstellt. Die genaue Funktion der einzelnen Einrichtungen 5 bzw. 6 ist in den nachfolgenden Detailzeichnungen näher erläutert. In Fig. 2 ist eine Einrichtung zur Verriegelung der Endlagen von Weichenzungen dargestellt, welche gleichzeitig auch einen Antrieb für die Verstellung der Weichen beinhaltet. Die Fig. 2 entspricht hiebei einem Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1. Die Einrichtung 5 umfaßt hiebei ein außenliegendes Rohr 8, welches sich links und rechts von einem mittleren Bereich erstreckt, welcher als Zylinder 9 ausgebildet ist. Im Inneren des Zylinders 9 ist ein hydraulisch verfahrbarer Kolben 10 angeordnet, wobei das Hydraulikmedium in die jeweils wirksamen Arbeitsräume über Hydraulikleitungen 11 bzw. 12 eingepreßt wird. Der Kolben 10 ist mit einer durchgehenden Kolbenstange 13 verbunden, welche über axiale Länge unterschiedliche Querschnittsbereiche aufweist. Der Endbereich der Kolbenstange 13 umfaßt hiebei zwei auf geringerem Durchmesser abgesetzte Bereiche 14,15, zwischen welchen ein Bereich 16 mit vollem Querschnitt der Stange vorgesehen ist. Die Bereiche 14,15 und 16 wirken jeweils mit Kugeln 17 und 18 zur Verriegelung bzw. zur Verschiebung des mit der Zunge 3 bzw. 2 verbundenen Teiles zusammen. Die mit der Zunge 3 bzw. 2 verbundenen Teile werden hiebei von, die Kolbenstange 13 außen umgebenden Rohren 19 gebildet, welche wiederum Durchbrechungen für die Aufnahme der Kugeln 17 bzw. 18 in voneinander verschiedenen Querschnittsebenen aufweisen.

Wie in Fig. 3 vergrößert dargestellt, sind die in den Rohren 19 radial auswärts verlagerbaren Kugeln 17 bzw. 18 in Durchbrechungen 20 und 21 des mit der jeweiligen Weichenzunge verbundenen Rohres 19 geführt und gegen Segmente 22 bzw. 23 eines Ringes abgestützt, welche entgegen der Kraft von Federn 24 bzw. 25 auswärts verlagerbar sind. Die Segmente 22 und 23 ergeben in Umfangsrichtung einen in Segmente unterteilten Ring.

Bei der in Fig. 3 dargestellten linken Seite der Fig. 2 handelt es sich um die Seite, welche für die Verriegelungslage der abliegenden Zunge 3 verantwortlich ist. Die Segmente 23 sowie die zugehörigen Kugeln 18 werden hiebei vom axialen Bereich 16 der Kolbenstange 13 in die Verriegelungslage gegen einen Anschlag 26 in einer Ausnehmung 27 des Außenrohres gehalten, wobei eine Verschiebung des mit der Zunge 3 verbundenen Rohres 19 aus der abliegenden Lage der Zunge in eine Anlagestellung durch den Anschlag 26 und die Segmente 23 verhindert wird. Diese Verriegelungslage für die abliegende Zunge kann nur dadurch aufgehoben werden, daß die Kolbenstange 13 durch den Kolben 10 in Richtung des Pfeiles 28 verschoben wird, wobei die Kugeln 18 auf den mit geringerem Durchmesser ausgebildeten axialen Bereich 15 der Kolbenstange 13 gelangen. Bei einer weiteren Bewegung der Kolbenstange 13 in Richtung des Pfeiles 28 gelangt eine Anschlagschulter 29 des auf größerem Durchmesser ausgebildeten Bereiches 16 der Kolbenstange 13 in Wirkverbindung mit den Kugeln 17, sodaß ein Antrieb der Weichenzunge über das Rohr 19 erfolgt. Gleichzeitig bewirkt aber eine Verschiebung der Kolbenstange in Richtung des Pfeiles 28 eine Entriegelung der anliegenden Zunge, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Kolbenstange 13 gelangt in eine Position, in welcher die außenliegenden sich in der Verriegelungslage befindlichen Segmente 22 unter der Kraft ihrer Federn 24 mit den zugehörigen Kugeln 17 auf den auf geringerem Durchmesser abgesetzten Endbereich 14 der Kolbenstange aus der Verriegelungslage austreten können, wodurch eine Relativverschiebung des rohrförmigen Teiles 19 gegenüber dem Außenrohr 8 ermöglicht wird. Bei der weiteren Verschiebung der Kolbenstange 13 durch Fluidbeaufschlagung des Kolbens 10 in Richtung des Pfeiles 28 gelangt die innenliegende Anschlagschulter 30 des mit vollem Querschnitt ausgebildeten axialen Bereiches 16 üblicherweise nicht in Wirkverbindung mit den Kugeln 18, da ja die Mitnahme der Zunge über die Koppelstange erfolgt. Erst bei einem Bruch der Koppelstange gelangt die Anschlagschulter 30 in Wirkverbindung mit den Kugeln 18 und nimmt auf diese Weise das Rohr 19 in Richtung des Pfeiles 28 mit. Zwischen der außenliegenden Verriegelungsnut 31 und der innenliegenden eine Anschlagkante 32 aufweisenden Verriegelungsnut 33 liegt nun eine weitere auf einen verringerten lichten Querschnitt ausgenommene Ausnehmung bzw. Nut 34, welche dann zur Wirkung gelangt, wenn die Schulter 30 mit den Kugeln 18 zusammenwirkt. In diesem Falle treten nämlich im Zuge der Verschiebung die Kugeln 18 gemeinsam mit den zugehörigen Segmenten 23 in die Nut 34 und werden in einer Position gegen weitere Verschiebung gesichert, in welcher eine korrekte Endlage nicht erreicht wurde. Der Stirnseite des hydraulischen Zylinderkolbenaggregates bzw. des Zylinders 9 benachbart sind nun Sensoren 35 vorgesehen, welche in diesem Fall einen zu großen Abstand des rohrförmigen Bauteiles 19 von der geforderten Endlage signalisieren und auf diese Weise einen Bruch der Koppelstange anzeigen. In allen anderen Fällen werden die Kugeln 18 in ihrer inneren Lage durch die Feder 25 der Segmente 23 gehalten, sodaß sie sicher in die Position der endgültigen Verriegelung gegen eine Bewegung entgegen der Richtung des Pfeiles 28 hinter der Kante 32 der Ausnehmung 33 gelangen. In dieser Position werden sie in der Folge durch den verbreiteren axialen Bereich 16 wieder in ihrer Verriegelungsstellung gehalten. Die Anordnung einer derartigen weiteren Nut 34 ist naturgemäß nur unmittelbar einer Koppelstange benachbart sinnvoll, da andernfalls kein Bruch einer Koppelstange angezeigt werden kann.

In Fig. 5 ist eine modifizierte Einrichtung 6 zur Verriegelung der Endlagen von Weichenzungen 2,3 dargestellt, wobei bei dieser Ausbildung die Weiche auffahrbar ist. Die Fig.5 entspricht hiebei einem Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1. Für gleiche Bauteile wurden die Bezugszeichen von den vorangehenden Figuren übernommen. Auch bei der Einrichtung 6 ist eine Kolbenstange 36 vorgesehen, welche über ihre axiale Länge unterschiedliche Querschnittsbereiche aufweist. Der Endbereich der Kolbenstange 36 umfaßt dabei einen auf geringerem Durchmesser abgesetzten Bereich 37, wobei an den endseitigen Stirnflächen der Kolbenstange 36 jeweils ein Kopf 38 angebracht ist, welcher einen den Durchmesser der Stange übersteigenden Durchmesser aufweist. Der Bereich 37 wirkt mit Kugeln 39 zur Verriegelung bzw. Verschiebung des mit der Weichenzunge 2 bzw. 3 verbundenen Rohres 40 zusammen, welches wiederum Durchbrechungen für die Aufnahme der Kugeln 39 aufweist. In der Kolbenstange 36 sind Umfangsnuten 41 vorgesehen, welche mit Kugeln 42 zusammenwirken, wobei die Kugeln 42 in jeweils einem Federteller 43 axial gegen die Kraft einer Feder 44 verlagerbar sind. Wie in Fig. 6, einen vergrößerten Ausschnitt der linken Hälfte der Fig. 5, ersichtlich, ist die Feder 44 zwischen der Stirnwand 45 des Zylinderkolbenaggregates 9 und dem im Außenrohr 8 verschiebbaren Federteller 43 abgestützt, wobei der Federteller radiale Durchbrechungen für die Aufnahme der Kugeln 42 aufweist. Die Kugeln 42 sind dabei auf einem im Außenrohr 8 abgestützten Ring 46 geführt, welcher in axialer Richtung Bereiche mit unterschiedlichem Innendurchmesser aufweist, wodurch bei axialer Verlagerung der Kugeln 42, diese auch radial verlagert werden können. Zwischen dem auf geringerem Durchmesser abgesetzten Bereich 37 der Kolbenstange 36 und der Umfangsnut 41 ist ein Bereich 47 mit vollem Querschnitt der Stange vorgesehen.

Im Gegensatz zu der in Fig. 3 gezeigten Ausbildung der Einrichtung 5 ist die Einrichtung 6 nach Fig. 5 nur an der Seite der Zungenanlage verriegelt. Fig. 6 zeigt dabei die unverriegelte linke Seite der Fig. 5, wobei die ablegende Zunge 3 zusammen mit dem Rohr 40 beim Auffahren durch eine rollende Last in Richtung des Pfeiles 48 bewegt wird. Mit dem Rohr 40 wird über den Anschlag 49, welcher mit dem Kopf 38 der Kolbenstange 36 zusammenwirkt, die Kolbenstange 36 in Richtung des Pfeiles 48 mitgenommen. Gleichzeitig erfolgt, wie in Fig. 7 der rechten Seite der Fig. 5 dargestellt, eine Verschiebung der Kolbenstange 36 in Richtung des Pfeiles 48 entgegen der Kraft der Feder 44, da die in dem Federteller 43 geführten Kugeln 42 in die Umfangsnut 41 der Kolbenstange 36 eintauchen und vom Anschlag 50 der Umfangsnut 41 mitgenommen werden. Dabei gelangen nun die Kugeln 42 auf einen Bereich des Ringes 46 mit größerem Innendurchmesser, womit die Kugeln 42, welche durch den Anschlag 50 der Stange 13 radial nach auswärts gepreßt werden, aus der Umfangsnut 41 austauchen und die Stange 36 frei verschiebbar ist. Die Verriegelungslage der anliegenden Zunge 2 kann jedoch nur dadurch aufgehoben werden, daß mit dem Rohr 40 die Kolbenstange 36 durch den auffahrenden Zug weiter in Richtung des Pfeiles 48 verschoben wird, wobei die Kugeln 39 von dem mit größeren Durchmesser ausgebildeten Bereich 47 auf den mit geringerem Durchmesser ausgebildeten Bereich 37 gelangen, womit auch die sich in der Verriegelungslage befindlichen Segmente 51 unter der Kraft ihrer Feder 52 aus der Verriegelungsnut 53 austreten. Durch das Verschieben der Kolbenstange 36 wird Fluid aus den Arbeitsräumen des Zylinderkolbenaggregates 9 in die entsprechenden Arbeitsräume weiterer in Richtung zum Zungenende angeordneten Einheiten ausgepreßt, wodurch eine Entriegelung auch dieser Einheiten und auf diese Weise eine Umstellung der Weiche beim Auffahren durch die rollende Last gelingt. Eine Verriegelung der nunmehr anliegenden Weichenzunge 3 nach dem Auffahren gelingt jedoch nur dann, wenn, wie auch bei der im Normalbetrieb üblichen Umstellung der Weiche, die Kolbenstange 36 durch das Zylinderkolbenaggregat 9 in Richtung des Pfeiles 48 in die definitive Verriegelungslage verschoben wird.

Bei der aktiven hydraulischen Umstellung der Weiche wird, wie in Fig. 6 dargestellt, bei einer Bewegung der Kolbenstange 36 in Richtung des Pfeiles 48 das Rohr 40 der abliegenden Weichenzunge 3 durch den mit den Kugeln 39 zusammenwirkenden Anschlag 54 verschoben. Dadurch wird in gleicher Weise, wie bei dem oben beschriebenen Umstellvorgang durch Auffahren der Weiche, die Verriegelung der anliegenden Weichenzunge 2 aufgehoben, womit die Weiche umgestellt werden kann. Eine Verriegelungslage der nach der Umstellung erreichten Anlage der Weichenzunge 3 kann dabei nur dann erreicht, wenn die Kolbenstange durch das Zylinderkolbenaggregat in eine der Fig. 7 entsprechende Endlage in Richtung des Pfeiles 48 verschoben wird. Dabei werden durch Zusammenwirken des Anschlages 54 und der Kugeln 39 die Segmente 51 entgegen der Kraft ihrer Federn 52 radial nach außen in die Verriegelungsnut bewegt, worauf die Kugeln 39 auf den Bereich 47 mit vollem Querschnitt der Stange 36 gelangen. Gleichzeitig werden die Kugeln 42 durch die Vorspannung der Feder 44 auf den Bereich des Ringes 46 mit geringerem Innendurchmesser gedrückt und tauchen in die Umfangsnut 41 der Kolbenstange 36 ein. Durch die Vorspannung der Feder 44 wird schließlich das Erreichen der Endlage der Kolbenstange erleichtert. Diese Verriegelungsposition wird bei der rein mechanischen Umstellung der Weiche durch Auffahren nicht erreicht, da das Rohr 40 die Kolbenstange 36 nicht bis zum Erreichen der Endlage verschieben kann. Die Verriegelung der nunmehr anliegenden Weichenzunge 3 muß beim Auffahren der Weiche hydraulisch aktiviert werden.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt der Verriegelungselemente in Verriegelungslage entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 4. Die Kugeln 17 sind dabei in Durchbrechungen 20 des Rohres 19 geführt und gegen Segmente 22 abgestützt. Die Segmente 22 werden dabei durch in Umfangsrichtung verlaufende Federn 24 radial nach einwärts gepreßt. Die Kugeln 17 liegen auf den mit dem größeren Durchmesser d₁ ausgebildeten Bereich 16 der Kolbenstange 13 auf, womit die Segmente 22 aus dem Rohr 19 in die Verriegelungsnut 31 des Außenrohres 8 eintauchen und das Rohr 19 nicht verschiebbar ist.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt der Verriegelungselemente in Entriegelungslage entlang der Linie IX-IX der Fig. 4. Die in den Durchbrechungen 21 des Rohres 19 befindlichen Kugeln 18 liegen auf den mit geringeren Durchmesser d₂ ausgebildeten Bereich 15 der Kolbenstange 13 auf. Die Segmente 23 werden durch die Kraft der Feder 25 radial einwärts gepreßt, womit die Segmente 23 vollständig in die Nut des Rohres 19 eintauchen und nicht über dieses hinausragen. Das Rohr 19 ist somit nicht verriegelt, wobei der Verschiebeweg unter Vermeidung einer Reibung der Segmente am Rohr freigegeben wird.

Claims (14)

1. Einrichtung (5;6) zum Verriegeln der Endlagen von beweglichen Weichenteilen (2,3), insbesondere Weichenverschluß, bei welcher zwei relativ zueinander axial verschiebliche Teile (13,19;36,40) in eine in wenigstens einer Bewegungsrichtung kraftschlüssig miteinander gekuppelten Lage verschiebbar sind, wobei die relativ zueinander verschieblichen Teile von einem Rohr (19;40) und einer im Rohr geführten Stange (13;36) gebildet sind und zumindest teilweise in einem ortsfesten Außenrohr (8) angeordnet sind, wobei von Kugeln (17,18;39) gebildete Verriegelungsglieder mit den zueinander axial verschieblichen Teilen (13,19;36,40) und dem Außenrohr (8) zusammenwirken und in radialer Richtung in eine Verriegelungslage in eine Ausnehmung (27) bzw. Innenringnut (53) des Außenrohres (8) verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (17,18;39) von einem aufweitbaren Ring oder einem aus Segmenten (22,23;51) bestehenden Ring umgriffen sind, daß die Segmente (22,23;51) bzw. der Ring federnd in einer Position mit einem Außendurchmesser gehalten sind bzw. ist, welcher kleiner oder gleich dem Außendurchmesser des im Außenrohr (8) geführten axial verschieblichen Rohres (19;40) ist, und in eine Umfangsnut dieses Rohres (19;40) eintauchen bzw. eintaucht und daß die Kugeln (17,18;39) in Durchbrechungen (20,21) des Rohres (19;40) zwischen der Stange (13) und dem Ring angeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegmente (22,23;51) zur axialen Verschieberichtung normale oder unter einem spitzen Winkel geneigt verlaufende Stirnflächen aufweisen, welche in der Verriegelungslage mit den Anschlägen (26) des Außenrohres (8) zusammenwirken.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder der Ringsegmente (22,23;51) von in Umfangsrichtung verlaufenden Federn (24,25;52) bzw. einem Federband gebildet ist.
4. Einrichtung nach einem der Änsprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (13) in ihrem Endbereich zwei auf geringeren Durchmesser (14,15) abgesetzte axiale Bereiche und einen dazwischen liegenden axialen Bereich (16) mit vollem Durchmesser aufweist, dessen axiale Länge geringer ist als der Abstand zweier in axialer Richtung des Rohres benachbarter Kugeln (17, 18).
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes jeweils mit einer Weichenzunge verbundene axial verschiebliche Rohr in axialer Richtung versetzte Durchbrechungen in einem axialen Abstand l₁ aufweist und daß das Außenrohr (8) wenigstens zwei auf einem den Durchmesser des Innenrohres übersteigenden Radius liegende zueinander entgegengesetzt angeordnete Anschläge in einem axialen Abstand l₂ > l₁ aufweist, wobei der Abstand l₂ vermindert um den Abstand l₁ dem axialen Verschiebeweg zwischen anliegender und abliegender Endlage einer Zunge entspricht.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Rohre eintauchende verschiebliche Stange (13;36) über ihre axiale Länge durchgehend ausgebildet ist und in einem mittleren Bereich mit einer Antriebsvorrichtung, insbesondere einem Kolben (10) verbunden ist, welcher in einem als Zylinder (9) eines doppeltwirkenden Zylinderkolbenaggregates ausgebildeten Außenrohr durch Fluid axial verschiebbar antreibbar ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (8) an jeweils einer Seite des Zylinders (9) zwischen der dem Zylinder (9) benachbarten Ausnehmung für die Verriegelung einer Endlage der Zungen und der zweiten Ausnehmung für die Verriegelung der entgegengesetzten Endlage der Zungen eine weitere ringförmige Ausnehmung (34) mit einer lichten Weite aufweist, welche geringer ist als die lichte Weite der Verriegelungsausnehmungen für die Endlagensicherung.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Endlage der Zungen (2,3) der Abstand (13) der dem Zylinder (9) zugewandten Kugeln (18) auf geringerem Durchmesser der Stange und dem von dem axialen Bereich mit vollen Durchmesser gebildeten Anschlag (30) größer ist als der Abstand (14) der außenliegenden Kugeln (17) des dem Zylinder (9) gegenüberliegenden Teiles der Stange (13) von dem diesen Kugeln benachbarten, durch den axialen Bereich mit vollem Durchmesser gebildeten Anschlag (29) gewählt ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Endlage der Stange (13) der axiale Abstand (l₅) der auf vollem Querschnitt aufliegenden Kugeln (17) in ihrer Verriegelungslage zum endseitigen abgesetzten Bereich (14) der Stange (13) größer ist als der Abstand (l₆) der am gegenüberliegenden Ende der Stange (13) am vollen Querschnitt anliegenden axial innenliegenden Kugeln (18) von dem durch den vollen Querschnitt der Stange (13) gebildeten innenliegenden Anschlag.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Breite der außenliegenden Verriegelungsnuten (53) des Außenrohres (8) größer ist als die axiale Breite des aus Segmenten (22,51) bestehenden Ringes.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an oder nahe der (den) von der Kolbenstange (13) durchsetzten Stirnflächen des Zylinders (9) Näherungssensoren (35) oder vom Verschiebeweg abhängige Schalter angeordnet sind.
12. Einrichtung, umfassend eine Mehrzahl von in Schienenlängsrichtung in Abstand voneinander angreifenden Einrichtungen (5,6) zum Verriegeln der Endlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Einrichtung (6) entgegen der Kraft einer Feder verschiebbare Verriegelungsglieder aufweist, welche nach einem vorbestimmten Verschiebeweg in axialer Richtung unter Kompression der Feder in radialer Richtung auswärts verlagerbar sind und den weiteren Verschiebeweg der Stange (36) freigeben und daß die Fluidräume der Zylinderkolbenaggregate benachbarter Einrichtung miteinander zu gleichsinniger Verschiebung der Kolben verbunden sind.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn als die Kolbenstange (36) konzentrisch umgebende Schraubenfedern (44) ausgebildet sind, welche zwischen den Stirnwänden des Zylinderkolbenaggregates (9) und jeweils einem im Außenrohr gegen einen Anschlag des Außenrohres verschieblichen Federteller (43) abgestützt sind, wobei der im Außenrohr (8) verschiebliche Federteller (43) über seinen Umfang verteilt in radialen Durchbrechungen des Federtellers (43) radial verschiebliche Kugeln (42) trägt.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mit axial wirkenden Federn (44) zusammenwirkende Stange (36) an ihren endseitigen Stirnflächen einen Kopf (38) mit den Durchmesser der Stangen übersteigendem Durchmesser tragen, welcher mit axial außenliegenden Anschlägen (49) des Rohres (40) zusammenwirkt.

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