DE1241480B

DE1241480B - Retaining spring for a sliding electrical point machine

Info

Publication number: DE1241480B
Application number: DE1964S0091989
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Jeske
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-07-10
Filing date: 1964-07-10
Publication date: 1967-06-01
Also published as: DK118722B; BE666557A

Description

Festhaltefeder für einen auffahrbaren elektrischen Weichenantrieb Die Erfindung betrifft .eine Festhaltefeder für einen auffahrbaren elektrischen Weichenantrieb, in dem eine die Endlage sichernde Festhaltescheibe über die vorgespannte Festhaltefeder mit einer Aushebescheibe gekuppelt ist, die beim Umstellen der Weiche durch den Motor oder durch Auffahren einen die Festhaltescheibe verschließenden Kontaktsteuerhebel aushebt.Retaining spring for a drive-on electrical point machine The invention relates to .eine retaining spring for a retractable electric Point machine in which a retaining disc securing the end position is over the pre-tensioned Retaining spring is coupled to a lifting disc, which is used when changing the switch by the motor or by opening a locking disk that closes the retaining disk Contact control lever lifts.

Bei Eisenbahnanlagen werden besondere Sicherheitsansprüche an das Bestehen der jeweils erforderlichen Weichenendlagen gestellt. Die Endlage jeder Weiche muß durch eine bestimmte Kraft gesichert sein. Die Größe dieser Kraft ist von der Konstruktion des zugehörigen Antriebs abhängig. Die im Eisenbahnbetrieb meistbenutzten elektrischen Weichenantriebe enthalten zu diesem Zweck eine Festhaltefeder, die bisher als zylindrische Schraubenfeder ausgebildet ist. Da für Fahrstraßen und Signalabhängigkeiten die Endlage jeder Weiche elektrisch überwacht werden muß, enthält jeder Weichenantrieb ferner durch Steuerhebel betätigte Kontakte für Stell- und überwachungsstromkreise, durch welche das Bestehen der einen oder anderen ordnungsgemäßen Endlage oder der Laufstellung gemeldet werden kann. Wird eine Weiche aus einer der beiden Endlagen aufgefahren, so muß bis zum Erreichen der Laufstellungslage der Steuerhebel und der Kontakte das Stehorgan des Antriebes einen gewissen Weg zurücklegen. Zum Erreichen dieser Getriebestellung muß die Kraft der Festhaltefeder durch eine beim Auffahren über das Stehorgan auf den Antrieb ausgeübte Kraft, die sogenannte Auffahrkraft, überwunden werden.In the case of railway systems, special safety requirements are placed on the Existence of the respectively required switch end positions. The end position of everyone Switch must be secured by a certain force. The magnitude of that force is depends on the design of the associated drive. The ones in railroad operations Most used electrical point machines contain a retaining spring for this purpose, which was previously designed as a cylindrical helical spring. As for routes and Signal dependencies the end position of each switch must be monitored electrically Each point machine also has contacts for actuating and actuating levers Monitoring circuits through which the existence of one or the other proper End position or the running position can be reported. Will a switch from one of the both end positions have to be reached, the Control lever and the contacts cover the standing element of the drive a certain distance. To achieve this gear position, the force of the retaining spring must be through a force exerted on the drive when it is driven over the standing organ, the so-called Collision force to be overcome.

Infolge der linearen Kraft-Weg-Kennlinie der bisher verwendeten Schraubenfedern ist die von der Auffahrkraft im Auslösepunkt zu überwindende Federkraft wesentlich größer als die in der überwachten Endlage wirkende Festhaltekraft der Feder. Im praktischen Betrieb wirkt sich dieser Kraftunterschied sehr ungünstig aus, weil zusätzlich noch die beim Ausheben der Kontaktsteuerhebel und die durch Reibungswiderstände und Massenwirkung der Getriebeteile auftretenden Kräfte überwunden werden müssen. Da die Massenwirkung mit zunehmender Auffahrgeschwindigkeit ansteigt, können sich sehr große Unterschiede zwischen Auffahrkraft und Festhaltekraft ergeben.As a result of the linear force-displacement characteristic of the coil springs used up to now the spring force to be overcome by the opening force at the release point is essential greater than the holding force of the spring acting in the monitored end position. in the practical operation, this force difference has a very unfavorable effect, because additionally those when lifting the contact control levers and those caused by frictional resistance and the forces acting on the mass of the transmission parts must be overcome. Since the mass effect increases with increasing driving speed, can there are very large differences between the opening force and the holding force.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein durch die Wirkung der Festhaltefeder während des Auffahrvorganges bedingtes Ansteigen der erforderlichen Auffahrkraft zu beseitigen.The invention is based on the object of a through the action of Retaining spring during the opening process, the required increase is due Eliminate collision force.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Festhaltefeder mit einer degressiven Kraft-Weg-Kennlinie vorgesehen und der Arbeitsbereich der Feder zwischen dem bei Endlage bestehenden Zustand und dem zum Lösen der Kupplung von Festhaltescheibe und Aushebescheibe erforderlichen Zustand durch die Vorspannung auf einen etwa waagerecht oder sogar negativ verlaufenden Teil der Kennlinie eingestellt ist.This object is achieved according to the invention in that a retaining spring provided with a degressive force-displacement curve and the working range of Spring between the state that exists at the end position and that for releasing the coupling of the retaining disc and lifting disc required condition due to the preload set to an approximately horizontal or even negative part of the characteristic is.

Zweckmäßigerweise wird als Festhaltefeder eine Federsäule verwendet, die aus einzelnen Tellerfedern besteht. Durch die Verwendung einer derartigen Federsäule ist es möglich, daß die Längenänderung der Federsäule zwischen der Weichenendlage und dem Lösepunkt ein Vielfaches des benutzten Teiles des waagerechten Bereiches der Charakteristik einer Einzelfeder betragen kann (Summenwirkung). Außerdem bietet eine mehrgliedrige Federsäule den Vorteil einer sehr hohen Betriebssicherheit, weil beim Ausfallen einer Feder die übrigen Federn die erstrebte Wirkung noch sicherstellen. Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sind für die einzelnen Tellerfedern auf dem Federbolzen gleitende Führungsringe vorgesehen. Hierdurch wird erreicht, daß die bei langen Federsäulen sonst zwischen Federbolzen und Federinnenwand auftretenden Reibungskräfte, durch die eine ungleichmäßige Belastung einzelner Tellerfedern und eine erhebliche Beeinflussung der Federkraft auftreten kann, ausgeschaltet werden.A spring column is expediently used as a retaining spring, which consists of individual disc springs. By using such a spring column it is possible that the change in length of the spring column between the switch end position and the release point a multiple of the used part of the horizontal area the characteristics of a single spring (cumulative effect). Also offers a multi-section spring column has the advantage of a very high level of operational reliability, because if one spring fails, the remaining springs still ensure the desired effect. According to a further feature of the invention are for the individual disc springs on the Spring bolt sliding guide rings are provided. This ensures that the otherwise occurring between the spring bolt and the inner wall of the spring in the case of long spring columns Frictional forces that cause uneven loading of individual disc springs and a considerable influence on the spring force can occur, can be switched off.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. F i g.1 zeigt eine Federsäule, die aus einzelnen auf einem Federbolzen B l, B 2 hintereinander angeordneten Federgliedern F gebildet ist. Jedes Federglied besteht aus zwei Tellerfedern. Bei entsprechender Bemessung kann jedes Federglied auch aus einer oder aus mehr als zwei Tellerfedern bestehen. In dem gezeigten Beispiel sind je zwei Tellerfederpaare auf einem Führungsring R mit T-förmigem Querschnitt angeordnet. Die Summe der Abstände A zwischen den aufeinanderfolgenden Führungsringen R bzw. zu dem Federteller B 6 und dem Bund B7 am Ende des Führungsbolzens ist mindestens so groß, daß die Federsäule um den beim Auffahren erforderlichen Betrag zusammengepreßt werden kann.An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. FIG. 1 shows a spring column which is formed from individual spring members F arranged one behind the other on a spring bolt B 1, B 2. Each spring link consists of two disc springs. If dimensioned accordingly, each spring member can also consist of one or more than two disc springs. In the example shown, two pairs of disc springs are arranged on a guide ring R with a T-shaped cross section. The sum of the distances A between the successive guide rings R or to the spring plate B 6 and the collar B7 at the end of the guide pin is at least so large that the spring column can be compressed by the amount required when opening.

Um die bei Endlage des Antriebs gewünschte Vorspannung der Feder einstellen zu können, besteht der Federbolzen aus einer Führungshülse B 1 und einem darin gleitend gelagerten Führungsbolzen B 2. Der Führungsbolzen ist durch einen Stift B 3, der in einen Schlitz B 4 der Führungshülse eingreift, gegen Herausfallen gesichert. Die Vorspannung kann durch Drehen der Hutmutter B 5 eingestellt werden. Die Hutmutter und das freie Ende des Federbolzens sind mit einer Mulde versehen, in die Nocken der miteinander zu kuppelnden Scheiben eingreifen. Durch die beim Auffahren der Weiche von den Nocken auf den Federbolzen in Achsrichtung ausgeübten Kräfte wird die Federsäule zusammengepreßt.In order to set the preload of the spring required at the end position of the drive to be able to, the spring bolt consists of a guide sleeve B 1 and one sliding therein mounted guide pin B 2. The guide pin is through a pin B 3, the engages in a slot B 4 of the guide sleeve, secured against falling out. The preload can be adjusted by turning the cap nut B 5. The hat mother and the free end of the spring bolt are troughed into the cams of the disks to be coupled together. By driving up the Soft forces exerted on the spring bolt in the axial direction by the cams the spring column compressed.

Der Arbeitsbereich der Feder, d. h. der Bereich, um den der Federbolzen zusammengepreßt wird, und die Vorspannung sind so eingestellt, daß er in der in F i g. 2 dargestellten Kraft-Weg-Kennlinie der Feder in dem etwa waagerecht verlaufenden Teil zwischen den Punkten P1 und P2 oder sogar in dem negativ verlaufenden Teil zwischen den Punkten P 2 und P3 der Kennlinie liegt. Im ersten Fall ist die Auffahrkraft über den Arbeitsbereich der Feder etwa gleich der bei ordnungsgemäßer Endlage wirkenden FesthaItekraft. Im zweiten Fall wird die Auffahrkraft im Arbeitsbereich sogar kleiner.The working range of the spring, i.e. H. the area around which the spring bolt is compressed, and the preload is adjusted so that it is in the in F i g. 2 shown force-displacement characteristic of the spring in the approximately horizontal Part between points P1 and P2 or even in the negative going part lies between points P 2 and P3 of the characteristic. In the first case is the collision force over the working range of the spring roughly the same as that which acts in the correct end position Holding power. In the second case, the collision force in the work area is even smaller.

Die praktische Anwendung der Festhaltefeder ist aus F i g. 3 und 4 ersichtlich. In diesen Zeichnungen sind nur die zum Verständnis der Wirkungsweise der Festhaltefeder erforderlichen Teile eines Weichenantriebes dargestellt.The practical application of the retaining spring is shown in FIG. 3 and 4 evident. These drawings are only for understanding how it works the retaining spring required parts of a point machine shown.

F i g. 3 zeigt die bei einer Endlage, z. B. bei Pluslage, einer Weiche bestehende Stellung einer Festhaltescheibe FS und einer Aushebescheibe AS. Die Weichenzungen sind in bekannter Weise zwangläufig formschlüssig über eine nicht dargestellte Zahnstange und ein ebenfalls nicht dargestelltes Zahnrad mit der Aushebescheibe AS verbunden. Die koaxial mit dieser angeordnete Festhaltescheibe FS wird kraftschlüssig, z. B. über eine Rutschkupplung, vom Motor des Weichenantriebes angetrieben. Beide Scheiben AS und FS sind mit sich überdeckenden Nocken N1 bzw. N2 versehen, welche die gleiche Form haben und in die Mulden der Federsäule S eingreifen. Hierdurch werden die beiden Scheiben zueinander in einer bestimmten Lage durch eine Kraft gehalten, die durch die voreingestellte Federkraft der Federsäule bestimmt ist. Zum Festhalten der beiden Scheiben FS und AS bei Endlage des Antriebes sind die beiden Kontaktsteuerhebel KP und KM vorgesehen, die durch eine Zugfeder Z miteinander verbunden sind. Bei der angenommenen Pluslage ist die Rolle RP des Kontaktsteuerhebels KP in eine Steuermulde beider Scheiben eingefallen. Die Rolle RP stützt sich durch die Spannung der Zugfeder Z vor der Steilflanke SE auf der Mulde der Festhaltescheibe FS ab. Die Neigung dieser Steilflanke ist derart gewählt, daß die Festhaltescheibe FS nicht in Pfeilrichtung M gedreht werden kann, ohne daß die Rolle aus der Mulde ausgehoben wird. Beim Versuch, die Festhaltescheibe in Pfeilrichtung M zu drehen, wird viehnehr auf den Kontaktsteuerhebel eine Kraft in Richtung der Normalen NS ausgeübt, die ihn noch stärker in die Mulde preßt. Das von der Zugfeder Z über den Kontaktsteuerhebel KP auf die Scheibe ausgeübte Sperrmoment wird also noch verstärkt. Die Rolle des Kontaktsteuerhebels KM stützt sich bei der angenommenen Pluslage auf dem Außenkranz der Aushebescheibe AS ab. Diese Aushebescheibe ist mit einer Schrägfläche AF versehen, die eine solche Neigung hat, daß beim Drehen der Aushebescheibe in Pfeilrichtung M auf die Rolle RP eine Kraft in Richtung der Normalen NA ausgeübt wird, welche die Rolle aus der Mulde der Festhaltescheibe aushebt.F i g. 3 shows the at an end position, for. B. with plus position, a switch existing position of a retaining disc FS and a lifting disc AS. The switch tongues are positively connected in a known manner to the lifting disc AS via a toothed rack (not shown) and a gearwheel (also not shown). The retaining disk FS arranged coaxially with this is frictionally engaged, e.g. B. via a slip clutch, driven by the motor of the point machine. Both discs AS and FS are provided with overlapping cams N1 and N2, which have the same shape and which engage in the troughs of the spring column S. As a result, the two disks are held in a certain position relative to one another by a force which is determined by the preset spring force of the spring column. The two contact control levers KP and KM, which are connected to one another by a tension spring Z, are provided to hold the two discs FS and AS in the end position of the drive. In the assumed plus position, the role RP of the contact control lever KP has collapsed into a control recess on both discs. The roller RP is supported by the tension of the tension spring Z in front of the steep flank SE on the trough of the retaining disk FS. The inclination of this steep flank is chosen such that the retaining disk FS cannot be rotated in the direction of the arrow M without the roller being lifted out of the trough. When trying to turn the retaining disk in the direction of the arrow M, a force is exerted on the contact control lever in the direction of the normal NS, which presses it even more strongly into the trough. The locking torque exerted by the tension spring Z via contact control lever KP on the disk is thus reinforced. In the assumed plus position, the role of the contact control lever KM is supported on the outer rim of the lifting disc AS . This lifting disc is provided with an inclined surface AF which has such an inclination that when the lifting disc is rotated in the direction of arrow M on the roller RP, a force in the direction of the normal NA is exerted, which lifts the roller out of the trough of the retaining disc.

Soll die in F i g. 3 angenommene Pluslage des Weichenantriebes von der Weiche her durch Auffahren geändert werden, so muß hierzu die Aushebescheibe in Pfeilrichtung M gedreht werden, was nur unter Spannen der Federsäule S möglich ist. Die hierzu erforderliche Kraft muß größer sein, als die durch die Federsäule ausgeübte Endlagefesthaltekraft. In diesem Fall wird die Aushebescheibe AS von der Weiche her über die nicht dargestellte Zahnstange und das nicht dargestellte Zahnrad in Pfeilrichtung M gedreht. Durch das Verdrehen der Aushebescheibe AS relativ zur Festhaltescheibe FS wird die Federsäule S zusammengepreßt, wobei sie dem Verdrehen mit einer Kraft entgegenwirkt, die vom eingestellten Arbeitsbereich P1-P2 bzw. P2-P3 (Fig.2) abhängig ist. Diese Kraft bleibt je nach Vorspannung mit zunehmender Verdrehung konstant oder wird sogar kleiner. Dabei hebt die Aushebescheibe mit ihrer Schrägfläche AF die Rolle RP des Kontaktsteuerhebels KP unter Spannen der Zugfeder Z aus der Mulde der Festhaltescheibe FS aus. Hierbei wird der bei Pluslage geschlossene Überwachungskontakt UP geöffnet.Should the in F i g. 3 assumed plus position of the point drive can be changed from the point by opening, the lifting disc must be rotated in the direction of the arrow M, which is only possible by tensioning the spring column S. The force required for this must be greater than the end position holding force exerted by the spring column. In this case, the lifting disc AS is rotated in the direction of arrow M from the switch via the toothed rack (not shown) and the gearwheel (not shown). By rotating the lifting disc AS relative to the retaining disc FS, the spring column S is compressed, counteracting the rotation with a force that is dependent on the set working range P1-P2 or P2-P3 (FIG. 2). Depending on the preload, this force remains constant with increasing rotation or even becomes smaller. With its inclined surface AF, the lifting disk lifts the roller RP of the contact control lever KP out of the trough of the retaining disk FS while tensioning the tension spring Z. The UP monitoring contact, which is closed in the plus position, is opened here.

F i g. 4 zeigt eine während des Auffahrens der Weiche erreichte Übergangsstellung, bei der die Aushebescheibe AS sich um den Winkel a gedreht und den Kontaktsteuerhebel KP gerade so weit ausgehoben hat, daß auch die Festhaltescheibe sich in Pfeilrichtung M drehen kann. Dabei wird die relative Verdrehung zwischen der Aushebescheibe und der Festhaltescheibe unter Entspannen der Federsäule S wieder aufgehoben. Beide Scheiben bewegen sich dann gemeinsam in diejenige Stellung, die der beim Auffahren der betreffenden Weiche herbeigeführten Stellung der Weichenzungen entspricht.F i g. 4 shows a transition position reached during the opening of the switch, in which the lifting disk AS has rotated through the angle α and the contact control lever KP has just lifted out so far that the retaining disk can also rotate in the direction of the arrow M. The relative rotation between the lifting disk and the retaining disk is canceled again while the spring column S is relaxed. Both disks then move together into that position which corresponds to the position of the switch tongues brought about when the relevant switch is opened.

Die Anwendung von Festhaltefedern nach der Erfindung ist in entsprechender Weise auch bei Weichenantrieben möglich, bei denen anstatt relativ zueinander verdrehbarer Festhalte- bzw. Aushebescheiben geradlinig zueinander bewegliche Scheiben vorgesehen sind. Ferner können derartige Festhaltefedern auch in Weichenantrieben verwendet werden, in denen eine vom Antriebsmotor und eine von der Weiche her vorstellbare Aushebescheibe vorgesehen sind.The use of retaining springs according to the invention is similar Way also possible with point machines, in which instead of rotatable relative to each other Retaining or lifting disks linearly movable disks are provided are. Furthermore, retaining springs of this type can also be used in switch drives in which one from the drive motor and one from the switch can be imagined Lifting disc are provided.

Claims

Claims: 1. Retaining spring for a drive-up electric point drive, in which a retaining disc securing the end position is coupled via the pre-tensioned retaining spring with a lifting disc which, when the switch is switched by the motor or by opening, lifts a contact control lever that closes the retaining disc that the retaining spring has a degressive force-travel characteristic and the working range (P 1-P 2 or P 2-P 3 in FIG Retaining disc (FS) and lifting disc (AS) required state is set by the preload to an approximately horizontal or even negative part of the characteristic curve.

2. Retaining spring according to Claim 1, characterized in that it consists of a spring column (S) with several on a spring bolt (B 1, B 2) arranged as disc springs formed spring members (F), the length of which is used to adjust the preload through thread (cap nut B 5) and when opening through a sliding guide (B 1 / B 2) is adjustable. 3. retaining spring according to claim 1 and 2, characterized in that that for the individual spring members (F) designed as disc springs on the spring bolt (B 1, B 2) sliding guide rings (R) are provided. Considered publications: Signal and Wire magazine, 1962, H.

3, p. 56; Magazine "Deutsche Eisenbahntechnik", 1961, no. 11, p. 553.