EP2127993B1

EP2127993B1 - Verschlussteil für Weichenverschlüsse

Info

Publication number: EP2127993B1
Application number: EP09157922A
Authority: EP
Inventors: Erich Koradi
Original assignee: Siemens Schweiz AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2029-04-15
Also published as: EP2127993A2; ATE495961T1; EP2127993A3; DE502009000300D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verschlussteil für Weichenverschlüsse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Der klassische Typ der heute immer noch in einer sehr großen Breite eingesetzten Verschlüsse für Weichen in Eisenbahn-Gleisanlagen erfordern für die genaue Einstellung der Lagepositionen der Weichenzungen im verschlossenen Zustand über Funktionsteile meist sogenannte Verschlussstempel. Diese Verschlussstempel definieren die Endlage der Weichenzunge an der Stockschiene. Es ist eine essentielle Funktion einer jeden Weiche, dass die eine Weichenzunge anliegend, die andere abliegend ist und dadurch verhindert wird, dass der Radkranz des die Zunge befahrenden Rades einer Achse des passierenden Zuges bei der anliegenden zwischen Stockschiene und Weichenzunge einfährt und damit eine Entgleisung ausgelöst wird. Die Folgen einer Entgleisung sind meist nicht nur die Beschädigung der Weiche sondern auch eine Beschädigung/Zerstörung des Weichenverschlusses.
Die heute verwendeten Verschlüsse, insbesondere das Prinzip des Jüdelverschlusses benötigt an mindestes einem Bauteil die Möglichkeit einer Anpassung an die Spurweite der Weiche, eine vom Weichenradius abhängige Grösse. Damit ist gewährleistet, dass die Zungen an der Stockschiene aufliegen.
Im praktischen Einsatz verschleissen die Lagerbolzen bei hoher Belastung in relativ kurzer Zeit. Dieser Verschleiss erfordert periodisch den Ersatz der Lagerbolzen. Die Verschlussstempel werden dadurch direkt oder indirekt betroffen.
Bis heute werden diese Verschlussstempel im Gesenk geschmiedet. Das ist jedoch wirtschaftlich gesehen nicht immer mit Gesenk möglich, wenn die benötigte Stückzahl einer bestimmten Ausführung in Relation zum Herstellverfahren klein ist. Zudem ist es aus Sicht der Logistik das Bestreben, möglichst wenig verschiedene Längen der Verschlussstempel am Lager zu halten.
Es hat sich in der Metallverarbeitung gezeigt, dass die Möglichkeit, Schmiedeteile ohne Gesenk herstellen zu lassen, infolge des Verlustes der Fertigungsanlagen und der qualifizierten Fachleute nicht mehr möglich ist. Das führt zum Zwang für die Abnahme hoher Stückzahlen.
In der Praxis wird eine nach einer Tabelle auf die jeweilige Weichengeometrie am besten passende und verfügbare Unterlänge aus dem Kollektiv der verfügbaren Verschlussstempel verwendet. Die Anpassung der exakten Länge zum Erreichen einer anliegenden Zunge wird durch Erwärmung des Schaftes des Verschlussstempels im Felde auf Rotglut und gezielten Hammerschlägen in Form einer Nachschmiedung zwecks Dehnung erreicht. Ein Vorgehen, welches sehr viel Erfahrung und Routine erfordert. Auch hier wird es zunehmend schwieriger, dafür qualifiziertes Personal zu engagieren. In Figur 1 sind mit Parametern charakterisierte Verschlussstempel gezeigt. Die vorstehend erwähnte Tabelle enthält für diese Parameter rein beispielhaft folgende Ausprägungen:

rechts links A B E

1 2 385 - 31

3 4 390 - 31

5 6 530 6 37
Tabelle 1: Tabelle zur Charakterisierung von Verschlussstempeln.
In EP 1 378 417 B1 [1] ist bereits eine Lösung für einen zweckmäßigen Austausch von Komponenten - hier für einen Excenterbolzen - vorgeschlagen worden.
Die Schrift DE 24 15 278 A [2] offenbart einen Mittelverschluss für Schienenweichen bestehend aus:

einer zur Weichenbetätigung an beiden Enden in backenschieneseitig befestigten Führungen längsverschiebbaren Schieberstange;
an den Weichenzungen befestigte Anschlussstücke, die mit der Schieberstange in Verbindung stehen;

Es ist damit ein neuer Weg für eine wirtschaftliche Lösung zu suchen, welcher den einfachen und präzisen Unterhalt und die Sicherheit solcher Weichenverschlüsse weiterhin gewährleistet. Die logistische Situation und der Rückgang des Fachwissens und Könnens führen zu zunehmenden Schwierigkeiten bei der händischen Finalisierung des Austausches von Verschlussstempeln an den Weichenverschlüssen. Es wurden so viele unterschiedliche Typen von Verschlussstempeln mit in der Länge unterschiedlichen Massen gefertigt wie für die Einstellung nach der oben beschriebenen Methode der Längenanpassung mittels Hammer erforderlich waren.
Die bestimmenden Kenngrössen bei den Verschlussstempeln für die Verwendung sind die wie folgt aufgeführt:
i)

Einstell-Länge,
Weichenseite (rechts oder links),
der Achsenversatz der Gabel.

ii)
Als Schwierigkeit ist die Bearbeitung der geschmiedeten Werkstücke zu sehen. Es ist eine Bezugsfläche zu erstellen und gleichzeitig möglichst viele Flächen unbearbeitet zu belassen.
Zur Herstellproblematik: Es sind keine Lösungen vorhanden, die Problematik in der Stahlindustrie mit dem Verlust von Fertigungsverfahren zu substituieren. Verfahren wie das Stumpfschweissen zweier Teile erfordern vom Werkstück geometrische Mindestabmessungen, welche in der vorliegenden Aufgabenstellung nicht gegeben sind.
Es ist somit für die Sicherstellung der Logistik, der Praktikabilität und der Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung der Verschlussstempel ein vollständig neuer Ansatz erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen Verschlussstempel anzugeben, der eine vielseitige Verwendung erlaubt und somit eine Lagerhaltung von verschiedenen Verschlussteilen überflüssig macht.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemässe Lösung beruht auf dem Ansatz einer modularen Lösung:
Das Funktionsteil - der Verschlussstempel gemäss dem Stand der Technik in Abbildung 1 - wird unterteilt in den Abstützkopf / Stempel mit Bohrung und in den Schaft und auf der anderen Seite der Kopf bzw. die Gabel mit den Lagerbohrungen.
Diese zwei Teile werden mit einer Schwalbenschwanzführung, welche eine Neigung zur Längsachse aufweist, zusammen gehalten. In die Berührungsfläche der zwei Teile ist nun mittig eine Schraube eingesetzt, welche die Schwalbenschwanzführung arretiert und eine Einstellung der Länge des Verschlussstempels mittels Verschiebung in der schräg verlaufenden Schwalbenschwanzführung ermöglicht.
Dabei ist in einem Teil ein Gewinde geschnitten und im andern Halbteil ist die Bohrung auf den Schrauben-Aussendurchmesser gebohrt.
Der Schraubenkopf seinerseits steht mit der Auflagefläche, auf dem Teil der Führung welche keinen Gewindeeingriff aufweist, d.h. den Gewinde-Aussendurchmesser aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Abbildungen beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1
Verschlussstempel gemäss dem Stand der Technik aus dem Jahr 1983 in Verbindung mit der Tabelle 1;
Figur 2
Ansichten einer Ausführungsform eines Verschlussstempels gemäss der vorliegenden Erfindung;
Figur 3
Darstellung der Kraftwirkungen aus der Funktion der Einstellschraube.
Die Figur 2 mit den verschiedenen Ansichten zeigt die Gliederung des Verschlussstempels 1. Wie auch für den Verschlussstempel 1 gemäss dem Stand der Technik weist dieser aus Kompatibilitätsgründen eine Lagerbohrung 6 in der Gabel und eine Bohrung 7 im Stempel 3 auf.
Mit der Zweiteilung des Verschlussstempels 1 in Gabel 2 und Stempel 3 wird nun eine Vielzahl von Einstellungen möglich: Gabel 2 und Stempel 3 sind über eine formschlüssige Verbindung 5 verschiebbar gekoppelt, dabei ist vorzugsweise eine mit einer Schwalbenschwanzführung 5 vorgesehen. Die funktionale Schnittzone ist so gelegt, dass die Lagergabel 2 mit ihrer Variation in der konstruktiven Gestalt den mit den unterschiedlichen Achsfluchten der Lagergabel 2 und der seitensymmetrische Teil durch eine Längeneinstellvorrichtung getrennt sind.
Die Figur 3 zeigt einen Schnitt durch den in Gabel 2 und Stempel 3 gegliederten Verschlussstempel 1 mit der Längeneinstellung mittels einer Schraube 4. Dabei ist im Stempel 3 quasi hälftig ein Gewinde geschnitten und in der Gabel 2 ist lediglich eine Bohrung enthalten. Der zylindrische Kopf der Schraube 4 - vorzugsweise eine Inbusschraube 4 - wird dabei oben und unten in einer halbzylindrischen Ausbuchtung der Gabel 2 geführt. Die Anordnung von halbzylindrischer Ausbuchtung und Gewindeschnitt kann auch invers vorgenommen werden, also halbzylindrischer Ausbuchtung im Stempel 3 und Gewindeschnitt in der Gabel 2. Der Figur 3 kann der Krafteinwirkung F_E bzw. F_e über die beiden mit Schwalbenschwanz 5 und Schraube 4 verbundenen Teile 2 und 3 entnommen werden.

Liste der zitierten Literatur

[1] EP 1 378 417 B1
«Excenterbolzen für Weichenverschlüsse»
Siemens Schweiz AG, CH - 8047 Zürich
[2] DE 24 15 278 A
«Mittelverschluß für Schienenweichen»
Ruhrtaler Gesenkschmiede F.W. Wengeler KG, 5812 Herbede

Liste der verwendeten Bezugszeichen, Glossar

1 Verschlussstempel; Verschlussteil
2 Kopf, Gabel mit den Lagerbohrungen
3 Abstützkopf, Stempel
4 Schraube
5 Schwalbenschwanzführung
6 Lagerbohrung
7 Bohrung

Claims

Verschlussteil (1) zur Verwendung in einer Eisenbahnweiche, wobei
- das Verschlussteil (1) gegliedert ist in einen Abstützkopf (3) und eine Gabel (2), wobei Abstützkopf (3) und Gabel (2) über eine Schwalbenschwanzführung (5) verschiebbar gekoppelt sind, dessen Achse nicht orthogonal zur Achse des Verschlussteils (1) angeordnet ist;

- eine Schraube in der Schwalbenschwanzführung (5) vorgesehen ist, die Abstützkopf (3) und Gabel (2) arretiert.
Verschlussteil (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstützkopf (3) in der Schwalbenschwanzführung (5) einen Gewindeschnitt aufweist für die Schraube (4) und dass die Gabel (2) eine halbzylindrische Ausnehmung für die Führung der Schraube (4) enthält.
Verschlussteil (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gabel (2) in der Schwalbenschwanzführung (5) einen Gewindeschnitt aufweist für die Schraube (4) und dass der Abstützkopf (3) eine halbzylindrische Ausnehmung für die Führung der Schraube (4) enthält.
Verschlussteil (1) nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schraube (4) einen zylindrischen Kopf aufweist, der von der halbzylindrischen Ausnehmung aufgenommen wird.