EP1414690B1 - Einrichtung zum verriegeln der endlagen von beweglichen weichenteilen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device for locking the end positions of movable switch parts, in particular moving points frog pieces, in which two relatively axially displaceable parts in a force-locking or positive-locking in at least one direction of movement coupled position are displaceable, wherein the relatively movable parts of a tube and a rod guided in the tube are formed and at least partially disposed in a stationary outer tube and the locking members cooperate with the mutually axially displaceable parts and the outer tube and are displaceable in the radial direction in a locking position in a recess or mecanicringnut the outer tube.
- the invention now aims to develop a device of the type mentioned in such a way that even during the changeover as well as in the end position in the radial direction impermissible surface pressures can not be exceeded, which could lead to plastic deformation. Furthermore, the training of the invention aims to facilitate the assembly and disassembly.
- the inventive construction essentially consists in that the locking members of rings or ring segments are formed, whose substantially square or rectangular cross-section is chamfered at its two inner sides to form obliquely to the axis converging surfaces.
- rings or ring segments which carry at least on its inner side at both ends obliquely to the axis converging surfaces, it can be ensured that during the expansion of the rings or ring segments a surface contact is ensured, on which restoring forces or holding forces, which lead to a widening or compression of the rings or ring segments can be absorbed without risk of plastic deformation. It thus be avoided during the changeover plastic deformation with certainty and the inclined surfaces in the manner of wedge surfaces to move the rings in the locking position effectively. At the same time, the number of components required is eliminated by eliminating the balls and the fasteners required for the balls, as ball cage, clamping bolt od.
- this training can also be used for multiple locking levels and in particular for the adjustment of movable points frog pieces, in which high actuating forces and high locking forces must be absorbed and the lock is required in each case two different layers. In such multiple locking levels, the improved by the lower cross-sectional weakening stiffness and the improved resistance moment of the inner tube is of particular importance.
- the training is such that the chamfer angle ( ⁇ ) of the tapered inclined surfaces between 20 and 35 ° to the radial center plane of the rings and is formed parallel to inclined abutment surfaces of the rod.
- ⁇ the chamfer angle
- Such a choice of the chamfer angle or the inclination of the inclined surfaces to the radial center plane causes only low frictional forces must be overcome with relatively low actuating forces and maintaining a surface contact in order to move the rings or ring segments in their respective other position.
- the inward displacement of the rings or ring segments can be favored by using springs which extend over the circumference of the ring segments.
- the inward movement can also be initiated by an analogous external chamfering, with the advantage that the formation is made such that the chamfering on the inner and outer circumference of the rings or ring segments is provided.
- the rings or ring segments may be formed expandable against the force of a spring.
- the design is such that the expandable ring consists of at least 3, preferably 4, connected by a circumferential tension spring segments.
- Optimal surface contact between the ring or ring segments and the rod is achieved by the curvature of the inner surfaces of the rings or ring segments corresponding to the curvature of the outer rod diameter.
- a further improvement results if, as corresponds to a preferred development, the curvature of the outer surfaces of the rings or ring segments at least partially corresponds to the curvature of the inner diameter of the outer tube.
- FIG. 1 shows a first shift position of rings or ring segments with locking of a right end position in the drawing
- Fig. 2 shows the embodiment of FIG. 1 during the changeover
- Fig. 3 shows the lock in the left end position, as is required for switch frogs
- Fig. 4 shows a section along the line, IV-IV shown by formed as a ring segments locking members.
- Fig. 1 an inner tube 2 and a rod 3 is guided relative to each other in an outer tube 1 movable.
- the inner tube 2 has radial openings 4.
- grooves 5 are provided, in which dive in the locking position rings or ring segments 6.
- the ring segments 6 are displaced outwards, wherein they accumulate on a erit Kirend formed with a larger diameter portion 7 of the inner rod 3 and are displaced outwardly in this way and immerse in a first groove 5 of the outer tube 1.
- the rod 3 has spun areas 8, in which the rings 6 can dip during the adjustment and thus disengaged and thus reach a position in which a shift without locking succeeds. This is illustrated in FIG. 2.
- the curvature of the inner surfaces 13 of the rings or ring segments is adapted to the curvature of the outer rod diameter. Existing holding or vibration forces can thus be absorbed particularly gently.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verriegeln der Endlagen von beweglichen Weichenteilen, insbesondere beweglichen Weichenherzstücken, bei welcher zwei relativ zueinander axial verschiebliche Teile in eine in wenigstens einer Bewegungsrichtung kraft- oder formschlüssig miteinander gekuppelte 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 und die Verriegelungsglieder mit den zueinander axial verschieblichen Teilen und dem Außenrohr zusammenwirken und in radialer Richtung in eine Verriegelungslage in einer Ausnehmung bzw. Innenringnut des Außenrohres verschiebbar sind.
- In der EP 603 156 B1 ist eine derartige Einrichtung zum Verriegeln von beweglichen Weichenteilen bereits bekanntgeworden, bei welcher die relativ zueinander verschieblichen Teile von einem Rohr und einem im Rohr geführten Bolzen gebildet sind und die Verriegelungsglieder als in radialer Richtung verlagerbare Kugeln oder Walzen ausgebildet waren. Ausgehend von einer derartigen Einrichtung wurde in der AT 405 925 B bereits vorgeschlagen, die Kugeln in einem aufweitbaren Ring bzw. einem aus Segmenten bestehenden Ring zu lagern. Der Ring bzw. die Ringsegmente bildeten hiebei eine Art Kugelkäfig aus und dieser Ring bzw. die Ringsegmente erlaubten die Aufnahme von hohen Verriegelungskräften ohne eine vorzeitige Funktionsbeeinträchtigung. Während Kugeln prinzipiell in idealisierter Form nur eine Punktberührung und damit relativ hohen Flächendruck zur Folge haben, führt der vom Ring bzw. den Ringsegmenten gebildete Käfig in der nach außen verschobenen Verriegelungslage zu einer Flächenberührung, über welche ohne vorzeitige Verformung oder Zerstörung hoher Kräfte als Verriegelungskräfte aufgenommen werden können. Nachteil einer derartigen Ausbildung ist allerdings, dass der Zusammenbau relativ kompliziert ist, da die Kugeln in einer entsprechenden Position beim Einbau gehalten werden müssen, bevor sie in die entsprechende Ausnehmung in einer im Rohr geführten Stange eintauchend von dem federnden Ring bzw. den durch Federn zusammengehaltenen Ringsegmenten gehalten werden. Eine verbesserte Kraftaufnahme ist allerdings nur in der Verriegelungslage in axialer Richtung erzielbar und im Falle hoher Stellkräfte bleibt unverändert die Gefahr einer Beschädigung der Kugeln sowie der Stange, über welche die Ringsegmente in ihre äußere Verriegelungslage verschoben werden.
- Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass auch während des Umstellvorganges sowie auch in der Endlage in radialer Richtung unzulässige Flächenpressungen nicht überschritten werden können, welche zu plastischen Verformungen führen könnten. Weiters zielt die erfindungsgemäße Ausbildung darauf ab, die Montage und die Demontage zu erleichtern. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Ausbildung im wesentlichen darin, dass die verriegelungsglieder von Ringen oder Ringsegmenten gebildet sind, deren im wesentlichen quadratischer oder rechteckiger Querschnitt an seinen beiden innenliegenden Seiten unter Ausbildung von schräg zur Achse konvergierenden Flächen angefast ist. Dadurch, dass Ringe oder Ringsegmente zum Einsatz gelangen, welche zumindest an ihrer Innenseite an beiden Stirnseiten schräg zur Achse konvergierende Flächen tragen, kann sichergestellt werden, dass während des Aufweitens der Ringe bzw. Ringsegmente ein Flächenkontakt gewährleistet ist, über welchen Stellkräfte bzw. Haltekräfte, welche zu einem Aufweiten bzw. Zusammendrücken der Ringe oder Ringsegmente führen, ohne Gefahr einer plastischen Verformung aufgenommen werden können. Es werden somit auch beim Umstellvorgang plastische Verformungen mit Sicherheit vermieden und die Schrägflächen nach Art von Keilflächen zur Verschiebung der Ringe in die Verriegelungsposition wirksam. Gleichzeitig wird die Anzahl der erforderlichen Bauelemente durch den Wegfall der Kugeln und der für die Kugeln erforderlichen Befestigungsteile, wie Kugelkäfig, Spannbolzen od. dgl., verringert und insgesamt auch eine Ausfräsung mit geringerem Querschnittsverlust im Innenrohr, bzw. der Stange benötigt, da ja die Ringe nicht mehr unter zwischenschaltung von Kugeln in derartige Ausfräsungen eintauchen müssen. Diese Verringerung der erforderlichen Ausfräsung im innenliegenden Innenrohr bzw. der Stange führt zu einer wesentlichen Erhöhung des Widerstandsmomentes und damit bei geringeren Baumaßen zu einer verbesserten Festigkeit und Verschleißfestigkeit. Gleichzeitig läßt sich diese Ausbildung auch für mehrere Verriegelungsebenen und insbesondere für die Verstellung von beweglichen Weichenherzstücken einsetzen, bei welchen hohe Stellkräfte und hohe Verriegelungskräfte aufgenommen werden müssen und die Verriegelung in jeweils zwei voneinander verschiedenen Lagen erforderlich ist. Bei derartigen mehrfachen Verriegelungsebenen ist die durch die geringere Querschnittsschwächung verbesserte Steifigkeit und das verbesserte Widerstandsmoment des Innenrohres von besonderer Bedeutung.
- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Ausbildung so getroffen, dass der Anfasungswinkel (α) der kegeligen Schrägflächen zwischen 20 und 35° zur Radialmittelebene der Ringe beträgt und parallel zu schrägen Anschlagflächen der Stange ausgebildet ist. Eine derartige Wahl der Anfasungswinkel bzw. der Neigung der Schrägflächen zur radialen Mittelebene führt dazu, dass mit relativ geringen Stellkräften und der Aufrechterhaltung eines Flächenkontaktes lediglich geringe Reibungskräfte überwunden werden müssen, um die Ringe bzw. Ringsegmente in ihre jeweils andere Position zu verschieben. Prinzipiell kann die Einwärtsverlagerung der Ringe bzw. Ringsegmente durch Verwendung von Federn, welche sich über den Umfang der Ringsegmente erstrecken, begünstigt werden. Die Einwärtsbewegung kann aber auch durch eine analoge äußere Anfasung eingeleitet werden, wobei mit Vorteil die Ausbildung so getroffen ist, dass die Anfasung am inneren und am äußeren Umfang der Ringe oder Ringsegmente vorgesehen ist. Zusätzlich können die Ringe oder Ringsegmente gegen die Kraft einer Feder aufweitbar ausgebildet sein.
- In besonders vorteilhafter Weise ist die Ausbildung so getroffen, dass der aufweitbare Ring aus wenigstens 3, vorzugsweise 4, durch eine umlaufende Zugfeder verbundenen Segmenten besteht. Prinzipiell genügt es bei der Ausbildung von Ringen oder Ringsegmenten, welche entgegen der Kraft einer Feder nach außen aufweitbar sind, die Ausbildung so zu treffen, dass die zur Verschlußachse im wesentlichen normalen Stirnflächen oder die Flanken der Schrägflächen in der jeweils äußeren bzw. inneren Lage der Segmente in Flächenkontakt mit den Gegenanschlagsflächen der relativ zueinander verschieblichen Rohre und/oder Stangen stehen, wobei, wie bereits erwähnt, auch in der äußeren Lage Schrägflächen zum Einsatz gelangen können.
- Ein optimaler Flächenkontakt zwischen dem Ring oder den Ringsegmenten und der Stange wird dadurch erzielt, dass die Krümmung der inneren Flächen der Ringe oder Ringsegmente der Krümmung des äußeren Stangendurchmessers entspricht. Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn, wie es einer bevorzugten Weiterbildung entspricht, die Krümmung der äußeren Flächen der Ringe oder Ringsegmente zumindest teilweise der Krümmung des Innendurchmessers des Außenrohrers entspricht. Mit einer zumindest teilweisen Anpassung der Krümmung der äußeren Flächen der Ringsegmente an die Krümmung des Innendurchmessers des Außenrohrers wird eine mögliche Linienberührung vermieden, sodass durch die gleichmäßige Flächenpressung die Reibung während des Umstellvorganges auch bei Nichtvorhandensein der Ringfedern wesentlich herabgesetzt wird.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine erste Verschiebelage von Ringen bzw. Ringsegmenten unter Verriegelung einer in der Zeichnung rechten Endlage, Fig. 2 die Ausbildung nach Fig. 1 während des Umstellvorganges und Fig. 3 die Verriegelung in der linken Endlage, wie dies für Weichenherzstücke erforderlich ist, wobei die Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie, IV-IV durch als Ringsegmente ausgebildete Verriegelungsglieder zeigt.
- In Fig. 1 ist in einem Außenrohr 1 ein Innenrohr 2 und eine Stange 3 relativ zueinander beweglich geführt. Das Innenrohr 2 weist radiale Durchbrechungen 4 auf. Im Außenrohr 1 sind Nuten 5 vorgesehen, in welche in der Verriegelungslage Ringe bzw. Ringsegmente 6 eintauchen. Bei der Darstellung nach Fig. 1 sind die Ringsegmente 6 auswärts verschoben, wobei sie auf einem eritsprechend mit größerem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt 7 der inneren Stange 3 auflaufen und auf diese Weise auswärts verschoben werden und in eine erste Nut 5 des Außenrohres 1 eintauchen.
- Die Stange 3 weist ausgedrehte Bereiche 8 auf, in welche die Ringe 6 während des Verstellvorganges eintauchen können und auf diese Weise außer Eingriff und damit in eine Lage gelangen, in welche eine Verschiebung ohne Verriegelung gelingt. Dies ist in Fig. 2 verdeutlicht.
- In Fig. 3 ist nun die Verschiebung der Stange 3 relativ zum Rohr 2 in die zweite Endposition dargestellt, in welcher die verriegelungsglieder 6 in die entsprechende zweite Nut 5 des Außenrohres verschoben wurden. Der Verstellvorgang und damit die Aufweitung bzw. das Einwärtsverschieben der Ringsegmente 6 bzw. des elastischen Ringes 6 gelingt über Schrägflächen 9 an den Stirnseiten der Ringe, welche mit entsprechenden Schrägflächen 10 der Stange bzw. 11 in den Ausnehmungen der Außenrohre 1 zusammenwirken. Längs dieser kegeligen Schrägflächen 9, 10 bzw. 11 wird jeweils eine Flächenberührung aufrechterhalten, wobei die Anfasungswinkel α so gewählt sind, dass eine entsprechende Einwärtsverschiebung oder Auswärtsverschiebung ohne weiteres gelingt. Zusätzlich können die Ringe bei Ausbildung als Ringsegmente, wie in Fig. 4 dargestellt, unter Zwischenschaltung von Zugfedern 12 in Richtung einer Verschiebung nach einwärts vorgespannt sein, wobei in Fig. 4 die Verriegelungslage der Ringsegmente 6 in Übereinstimmung mit der in Fig. 3 dargestellten Position ersichtlich ist, bei welcher die Ringsegmente durch die Stange 3 auswärts verschoben und in die Ausnehmungen 5 des Außenrohres 1 gedrückt sind.
- Um in der verriegelten Lage die Flächenpressungen wesentlich zu reduzieren, wird die Krümmung der inneren Flächen 13 der Ringe oder Ringsegmente der Krümmung des äußeren Stangendurchmessers angepaßt. Bestehende Halte- bzw. Vibrationskräfte können damit besonders bauteilschonend aufgefangen werden.
Claims (8)
- Einrichtung zum Verriegeln der Endlagen von beweglichen Weichenteilen, insbesondere beweglichen Weichenherzstücken, bei welcher zwei relativ zueinander axial verschiebliche Teile in eine in wenigstens einer Bewegungsrichtung kraft- oder formschlüssig miteinander gekuppelte Lage verschiebbar sind, wobei die relativ zueinander verschieblichen Teile von einem Rohr (2) und einer im Rohr (2) geführten Stange (3) gebildet sind und zumindest teilweise in einem ortsfesten Außenrohr (1) angeordnet sind und die Verriegelungsglieder mit den zueinander axial verschieblichen Teilen (2, 3) und dem Außenrohr (1) zusammenwirken und in radialer Richtung in eine Verriegelungslage in einer Ausnehmung bzw. Innenringnut (5) des Außenrohres (1) verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die verriegelungsglieder von Ringen oder Ringsegmenten (6) gebildet sind, deren im wesentlichen quadratischer oder rechteckiger Querschnitt an seinen beiden innenliegenden Seiten unter Ausbildung von schräg zur Achse konvergierenden Flächen (9) angefast ist.
- Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfasungswinkel (α) der kegeligen Schrägflächen (9) zwischen 20 und 35° zur Radialmittelebene der Ringe (6) beträgt und parallel zu schrägen Anschlagflächen der Stange (3) ausgebildet ist.
- Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfasung (9) am inneren und am äußeren Umfang der Ringe oder Ringsegmente (6) vorgesehen ist.
- Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe oder Ringsegmente (6) gegen die Kraft einer Feder aufweitbar ausgebildet sind.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aufweitbare Ring aus wenigstens 3, vorzugsweise 4, durch eine umlaufende Zugfeder verbundenen Segmenten (6) besteht.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verschlußachse im wesentlichen normalen Stirnflächen oder die Flanken der Schrägflächen (9) in der jeweils äußeren bzw. inneren Lage der Segmente (6) in Flächenkontakt mit den Gegenanschlagsflächen (10) der relativ zueinander verschieblichen Rohre (2) und/oder Stangen (3) stehen.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung der inneren Flächen (13) der Ringe oder Ringsegmente (6) der Krümmung des äußeren Stangendurchmessers entspricht.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung der äußeren Flächen der Ringe oder Ringsegmente (6) zumindest teilweise der Krümmung des Innendurchmessers des Außenrohres (1) entspricht.
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