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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umstellen von Weichenzungen
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Bei
herkömmlichen
Eisenbahnweichen gleiten die Zungen beim Umstellvorgang auf Gleitflächen von
Gleitstühlen.
Die Gleitflächen
müssen
zur Verringerung der Umstellkräfte
in bestimmten Zeitabständen
geschmiert werden, damit der Umstellwiderstand nicht zu groß wird und
die Funktionsfähigkeit
der Umstellvorrichtung gewährleistet
bleibt. In der Nähe
der Zungenwurzel können
die Gleitflächen
nicht ordentlich geschmiert werden, weil ein Teil davon wegen des
geringen Stellweges ständig
vom Zungenfuß verdeckt
ist. Bei den zugänglichen
Bereichen der Gleitflächen
können
extreme Witterungsbedingungen (große Hitze, starke Regengüsse, Frost,
Wind mit Sandverwehungen etc.) die Wirkung der Weichenschmierung
zunichte machen und eine erhöhte Reibung
zwischen Zungenfuß und
Gleitstuhl bewirken. Ein Schwergang von Weichen kann auch dadurch
entstehen, daß die
Zungen sehr ungleichmäßig auf
den Gleitstühlen
aufliegen und/oder zu einer Verkantung beim Umstellvorgang neigen.
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Es
kommt daher immer wieder vor, daß der Umstellwiderstand einer
Weiche so groß wird,
daß der
Weichenantrieb versagt und die Weiche vom Stellwerk aus nicht mehr
umgestellt werden kann. In diesen Fällen muß dann der Eisenbahnbetrieb
solange unterbrochen werden, bis die gestörte Weiche durch Reinigen und
Schmieren wieder umstellbar gemacht ist. Hierbei entstehen dann
meist sehr nachteilige Zugverspätungen
mit wesentlichen Betriebsmehrkosten und mit Verärgerungen der Bahnkunden.
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Die
regelmäßige Wartung
und Pflege der Weichen ist sehr lohnintensiv und verursacht erhebliche
Kosten. Außerdem
handelt es sich hierbei um eine Tätigkeit, die den Aufenthalt
von Personen im Gleisfeld erfordert und daher mit einem erhöhten Unfallrisiko
behaftet ist.
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Um
die kostenintensive und gefährliche
Tätigkeit
des Weichenschmierens überflüssig zu
machen und zugleich auch etwaige durch Schwergang von Weichen verursachte
Betriebsstörungen
zu vermeiden sind bereits Rollvorrichtungen bekannt (
DE 196 23 269 A1 ), welche
die Weichenzungen während der
Umstellbewegung unterstützen
und somit die gleitende Reibung durch eine rollende Reibung ersetzen.
Diese Vorrichtungen besitzen eine oder mehrere ortsfeste Rollen,
die horizontal und vertikal auf die jeweilige Position des Zungenfußes einstellbar sind
und entweder elastisch oder starr gelagert sind. Im Falle einer
starren Rollenlagerung liegt die Weichenzunge, wenn sie an der Backen schiene
anliegt, unmittelbar neben der ersten Rolle auf dem Gleitstuhl.
Im Falle der elastischen Rollenlagerung ruht die Weichenzunge auch
in anliegender Stellung auf mindestens einer Rolle, die sich beim
Befahren der Weichenzunge absenkt, damit die Radlast nicht über das
Rollenlager sondern über
den Zungenfuß direkt auf
den Gleitstuhl übertragen
wird. Wegen der damit beim Befahren auftretenden Vertikalbewegung
der Weichenzunge sind derartige Rollvorrichtungen derzeit nur für Geschwindigkeiten
bis höchtens
80 km/h zugelassen. Die bisher bekannten Zungenrollvorrichtungen
sind entweder in einer Gleitstuhlplatte integriert (
DE 196 23 269 A1 ) oder
auf einer Schwelle direkt neben dem Gleitstuhl angeordnet (
EP 0851063 A1 )
oder als selbständiges
Element im Bereich eines Schwellfaches, d.h. zwischen zwei Schwellen,
eingebaut. (
AT 001448
U1 ) Bei Integration der Rollvorrichtung in die Gleitstuhlplatte
müssen
die Gleitstuhlplatten in der Regel auf den betreffenden Schwellen montiert
werden, bevor diese in das Gleis eingebaut werden. Ein nachträglicher
Einbau zum Zwecke der Nachrüstung
einer Weiche ist technisch möglich,
indem die betreffenden Gleitstuhlplatten ausgetauscht werden, was
allerdings sehr hohe Kosten verursacht. Außerdem muß dafür der Eisenbahnbetrieb unterbrochen
werden, was unerwünscht
ist. Der nachträgliche
Einbau von Rollvorrichtungen, die in die Gleitstuhlplatte integriert
sind, kommt daher praktisch nicht in Frage. Die Einbaustellen von
derartigen Rollvorrichtungen müssen
vielmehr vorab bestimmt werden. Sie können nicht an örtliche
Besonderheiten der jeweiligen Weiche angepaßt werden. In die Gleitstuhlplatte
integrierte Rollenlager sind daher kein geeignetes Mittel, um den
Schwergang von Weichen zu beheben, welcher auf Deformationen der
Zungen, Rauhigkeiten des Zungenfußes, ungleichmäßiger Schwellenlagerung
und ähnlichen
Unregelmäßigkeiten
beruht.
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Rollenvorrichtungen,
die im Bereich der Schwellenfächer
an den Fuß der
Backenschiene eingeklemmt werden, lassen sich auch nachträglich ohne
erhebliche Mehrkosten und ohne große Unterbrechungen des Eisenbahnbetriebes
einbauen. (
AT 001448
U1 ) Ihre Einbaustelle kann durchaus aufgrund von örtlichen Besonderheiten
der jeweiligen Weiche gewählt
werden. Ihre Anordnung im Schwellenfach hat jedoch den Nachteil,
daß sie
dort beim Richten und Stopfen der Weiche hinderlich sind. Rollvorrichtungen
dieser Art müssen
deshalb vor dem Durcharbeiten von Weichen abgebaut und nach Beendigung
der Arbeit wieder angebracht werden. Sie verteuern daher die Weichenunterhaltung.
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Mit
der Erfindung sollen die oben beschriebenen Nachteile bekannter
Rollvorrichtungen vermieden werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Rollvorrichtung zu schaffen, die
unabhängig
von einem Gleitstuhl an beliebiger Stelle auch nachträglich einbaubar
ist und bei der eine Wartung der Weiche und insbesondere ein Stopfen
leicht möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Das
Grundprinzip der Erfindung liegt darin, die Rollvorrichtung getrennt
von der Gleitstuhlplatte an der Backenschiene anzuklemmen und daß die Rollvorrichtung
im wesentlichen nur den oberhalb der Schwelle neben der Gleitstuhlplatte
verfügbaren Raum
beansprucht. Die Rollvorrichtung ist also nicht in die Gleitstuhlplatte
integriert sondern ein separat von dieser handhabbares Bauteil,
das somit auch nachträglich
eingebaut werden kann. Sie ist an einer Grundplatte befestigt, die
an der Backenschiene angeklemmt ist und wird von dieser in ihrer
Position gehalten.
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In
der anliegenden Stellung der Zungenschiene liegt diese direkt auf
einem Gleitstuhl auf und nicht auf einer Rolle. Vorzugsweise besitzt
die Rollvorrichtung 2 Rollen, die horizontal gemeinsam und vertikal
individuell auf die Position des Zungenfußes eingestellt werden können. Die
Höheneinstellung
der Rollen kann entweder stufenlos oder in Stufen, beispielsweise
in vier oder acht Höhenstufen
erfolgen.
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Die
Rollvorrichtung mit der Grundplatte, ist mittels eines festen Hakens
auf der Gleisinnenseite und einer Keilklemmbefestigung auf der Gleisaußenseite
an der Backenschiene befestigt. Weiter weist sie zwei Spannplatten
auf, zwischen denen die Achsen der beiden Rollen festgeklemmt werden.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung hat die Grundplatte
zwei Reihen von Gewindebohrungen und die beiden Spannplatten haben zwei
Langlöcher,
durch welche sie miteinander und an der Grundplatte verschraubt
werden und zusammen eine beliebige horizontale Einstellung der Rollen ermöglichen.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist für eine stufenlose
Höhenverstellung
der Rollen vorgesehen, daß die
Rollenachsen an ihren Enden mehrkantige (z.B. Vierkant oder Sechskant)
Profile besitzen, auf welche Lagerbuchsen mit exzentrischen Vertiefungen
oder Lagerringe mit exzentrischen Bohrungen aufgesteckt werden,
so daß durch
Verdrehung der Achsen mit samt ihren exzentrischen Lagerbuchsen
bzw. Lagerringen die Höhe
der jeweiligen Rolle verändert
werden kann.
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Die
Ausgestaltung der Erfindung für
eine Höhenverstellung
in mehreren Stufen sieht vor, daß die Rollenachsen an ihren
Enden paarweise exzentrisch angeordnete Kantprofile (z.B. quadratische
Vierkant- oder spezielle Achtkantprofile) besitzen, wobei bei Achtkantprofilen
das Achteck ihres Querschnittes die Schnittfläche zweier gleich großer Quadrate ist,
welche gegeneinander (z.B. um 45°)
verdreht und verschoben sind, wobei jede der acht Flächen vom
Mittelpunkt der Achse einen anderen Abstand hat als die übrigen sieben
Flächen.
Die stufenweise Höhenverstellung
der Rollen läßt zwar
keine Einstellung zwischen den einzelnen vorgegebenen Höhenstufen
zu, die Konstruktion ist jedoch einfacher und kostengünstiger
als für
die stufenlose Höhenverstellbarkeit und
gewährleistet
zudem, daß unter
dem laufenden Betrieb mit etwaigen stoßartigen Belastungen keine Veränderungen
der Rollenhöhe
auftreten kann.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang
mit der Zeichnung ausführlicher
erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
Draufsicht der Vorrichtung zum Umstellen von Weichenzungen gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei besonders die Zuordnung zu Schwelle und Gleitstuhl
erkennbar ist;
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2 eine
Seitenansicht der Vorrichtung nach 1 mit stufenloser
Höhenverstellbarkeit;
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3 einen
Querschnitt durch die Rollvorrichtung mit stufenloser Höhenverstellbarkeit
im Bereich einer Rolle;
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4 einen
Querschnitt durch eine stufenlos höhenverstellbare Rollenachse
im Bereich einer exzentrischen Lagerbuchse;
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5 eine
Ansicht ähnlich 2 mit
einer stufenweise höhenverstellbaren
Rollvorrichtung;
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6 (a
bis h), 6i eine Prinzipskizze der möglichen
Einbaustellungen der Rollenachse mit achtkantigem Endprofil und
die dabei erzielbaren acht verschiedenen Höhenstellungen;
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7 einen
Querschnitt durch die Rollvorrichtung mit stufenweiser Höhenverstellbarkeit
im Bereich der Rolle; und
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8 einen
Querschnitt durch ein Rollenlager mit stufenloser Höhenverstellbarkeit.
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In 1 ist
eine Rollvorrichtung 1 in Draufsicht dargestellt. Die Einbauposition
der Rollvorrichtung 1 ist oberhalb einer Schwelle 2 und
seitlich neben einer Gleitstuhlplatte 3 und zwar so, daß die Rollvorrichtung 1 nicht
oder allenfalls geringfügig über den
Rand der Schwelle 2 hinausragt. Die Rollvorrichtung 1 hat
eine Grundplatte 4, die auf der Schwelle 2 aufliegen
kann (vgl. 2), aber nicht aufliegen muß, und mit
einem festen Haken 5, einem Stützkeil 6 und einer
Keilklemmplatte 7 an einer Backenschiene 14 befestigt
wird. Die Keilklemmplatte 7 wird mittels einer Schraube 8 an
der Grundplatte 4 verschraubt. Die Rollvorrichtung 1 hat
hier zwei Rollen 9a und 9b, deren Achsen zwischen
zwei Spannplatten 10 bzw. 10a und 10b in 2 montiert
sind. Die Spannplatten 10 sind mittels zweier Fixierschrauben 11 mit
der Grundplatte 4 verschraubt. Langlöcher 12 in den Spannplatten
sowie zwei Reihen von Gewindebohrungen 13 in der Grundplatte 4 ermöglichen
eine horizontale Verstellung der Rollen.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Rollvorrichtung 1 mit stufenloser Höhenverstellbarkeit der Rolle 9a und 9b.
Die Grundplatte 4 der Rollvorrichtung 1 ist am
Fuß der
Backenschiene 14 auf der Gleisinnenseite mit einem feststehenden
Haken 5 und auf der Gleisaußenseite mit der Keilklemmplatte 7 befestigt,
die sich gegen einen an der Grundplatte 4 angebrachten
Stützkeil 6 abstützt und
mittels einer Schraube 8 mit der Grundplatte 4 verschraubt
ist. Die Rollvorrichtung 1 befindet sich oberhalb der Schwelle 2 und
hat zu dieser keinen unmittelbaren Kontakt, was allenfalls über die
Grundplatte 4 erfolgt. In anliegender Stellung der Weichenzunge 15 befindet
sich deren Fußkante
unmittelbar neben der ersten Rolle 9a. Bei Beginn des Umstellvorganges
wird die Fußkante
auf die Rolle 9a aufgleiten und dabei etwas angehoben.
Die gleitende Reibung längs
des Gleitstuhles wird dann durch eine rollende Reibung ersetzt. Die
Rollen 9a und 9b sind höhenverstellbar, was durch eine
exzentrische Achslagerung in Lagerbuchsen 16 und sechskantige Überstände 17 erfolgt, durch
deren Verdrehung nach Lösen
der beiden Fixierschrauben 11 die jeweilige Höhe der beiden
Rollen 9a und 9b individuell pro Rolle eingestellt
werden kann.
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3 zeigt
den Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel
der Rollvorrichtung mit stufenloser Höhenverstellbarkeit der Rollen
im Bereich einer Rolle 9. Diese Rolle ist über ein
Gleitlager 20 auf einer feststehenden Achse 18 drehbar
gelagert. Die Achse 18 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel
beiderseits der Rolle vierkantige Überstände 19, auf welche Lagerbuchsen 16 mit
entsprechenden exzentrischen Vertiefungen aufgesteckt sind. Die
Lagerbuchsen 16 haben ihrerseits ebenfalls kantige Überstände 17,
die hier als Sechskant ausgebildet sind und ein Verdrehen zur Höhenverstellung
der Achse 18 gestatten. Die Lagerbuchsen 16 sind
zwischen den Spannplatten 10a und 10b eingespannt,
wobei die untere Spannplatte 10b auf der Grundplatte 4 aufliegt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
befinden sich zwischen der Rolle 9 und ihrer Achse 18 wartungsfreie Gleitlager 20,
wobei ein kleiner Wulst 21 in Achsmitte sicherstellt, daß die Rollen
im ausgebauten Zustand nicht ungewollt seitlich von der Achse 18 gleiten
können.
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4 zeigt
eine Variante mit stufenloser Höhenverstellbarkeit
der Rollen. Auf die vierkantigen Überstände 19 der Rollenachse
sind Lagerbuchsen 16 mit passenden exzentrischen vierkantigen
Vertiefungen aufgesteckt, durch deren Verdrehung die Höhenlage
der Achse und damit der Rolle 9 verändert wird. Die Lagerbuchsen 16 werden
durch Verspannen zwischen der oberen und der unteren Spannplatte 10a und 10b in
der gewünschten
Stellung fixiert.
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5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
in Seitenansicht ähnlich 2 für eine Rollvorrichtung
mit stufenweiser Höhenverstellbarkeit
der Rolle 9a und 9b. Auch hier besitzt die Rollvorrichtung
eine Grundplatte 4, die mittels Haken 5 und Hakenklemmplatte 7 sowie
Stützkeil 6 und
Schraube 8 an der Backenschiene 14 befestigt ist.
Die Achsen 18 der beiden Rollen 9a und 9b haben
an ihren Enden im dargestellten Ausführungsbeispiel besondere Achtkantprofile 19,
die durch die obere und untere Spannplatte 10a und 10b derart
festgehalten werden, daß jede der
beiden Spannplatten jeweils zwei rechtwinklig zueinanderstehende
Flächen
des Achtkantprofiles tangiert. Zwei Fixierschrauben 11 verbinden
die beiden Spannplatten miteinander und mit der Grundplatte.
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6 zeigt
die achtkantigen Enden 19 der Rollenachse 18,
mit denen acht verschiedene Höhenstellungen
der Rolle erzielt werden können.
Die einzelnen Flächen
der achtkantigen Enden 19 sind stets paarweise einander
gegenüberliegend
parallel, so daß jeweils
zwei "aktive" horizontal liegende
Flächen
zwischen den beiden Spannplatten 10a und 10b eingespannt
werden können
und zwei "aktive" vertikal liegende
Flächen
die Achse durch Kontakt mit vertikalen Flächen der beiden Spannplatten
in ihrer horizontalen Position halten. Jede der acht Flächen hat
gegenüber
dem Mittelpunkt der Rollenachse 18 einen anderen Abstand
als die sieben übrigen Flächen.
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In 6i ist
noch zu erkennen, daß das Achtkantprofil
durch zwei um 45° oder
einen davon etwas abweichenden Winkel zueinander verdrehte gleich
große
Quadrate gebildet wird, deren Mittelpunkte M1 und M2 gegenüber dem
Mittelpunkt M3 der Rollenachse versetzt sind.
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7 zeigt
einen Querschnitt durch eine Rollvorrichtung mit stufenweiser Höhenverstellbarkeit
im Bereich einer Rollenachse. Die Rolle 9 ist über ein
wartungsfreies Gleitlager 20 auf der feststehenden Achse 18 gelagert.
Die Achse besitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel beiderseits
der Rolle achtkantige Enden 19, die zwischen der oberen
und der unteren Spannplatte 10a und 10b festgehalten sind.
Die Achse 18 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel in der Mitte
einen kleinen Wulst 19, der sicherstellt, daß die Rolle
mit dem wartungsfreien Gleitlager 20 nicht ungewollt von
der Achse gleiten kann.
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8 zeigt
eine weitere Variante der Rollvorrichtung mit stufenloser Höheneinstellung.
Auch hier hat die Lagerbuchse 16 eine exzentrisch zu ihrer Drehachse 16' liegende Öffnung 19' mit Vierkantquerschnitt,
in die ein Überstand 19 (mit
entsprechendem Vierkantquerschnitt) der feststehenden Achse 18 eingeschoben
ist, wobei dessen Mittelachse 18' gegenüber der Achse 16' exzentrisch
liegt. Auch hier haben die Lagerbuchsen 16 einen seitlichen Überstand 17,
an dem beispielsweise ein Sechskantschraubschlüssel angreift und die Lagerbuchse 16 verstellt,
womit die Höhenlage
der Achse 18 stufenlose verändert wird. Auch hier wird
wiederum die Lagerbuchse 16 durch die hier nicht dargestellten
Spannplatten 10a und 10b in ihrer endgültigen Position
fixiert.