DE202006011496U1

DE202006011496U1 - Switch machine

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Publication number: DE202006011496U1
Application number: DE200620011496
Authority: DE
Original assignee: Hanning and Kahl GmbH and Co KG
Current assignee: Hanning and Kahl GmbH and Co KG
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2016-07-28

Abstract

Weichenstellvorrichtung für eine Weiche, deren Zungen nur durch Federkraft in ihrer jeweiligen anliegenden Position gehalten werden, mit einer in ihrer Längsrichtung beweglichen Stellstange (12), dadurch gekennzeichnet, daß eine drehantreibbare Welle (14) zwei exzentrisch angeordnete Gelenkzapfen (24, 32) aufweist, von denen einer mit der Stellstange (12) verbunden ist, um die Drehbewegung der Welle (14) in eine Längsbewegung der Stellstange (12) umzusetzen, daß die Welle (14) zwischen zwei Endlagen der Stellstange (12) um nahezu 180° drehbar ist, und daß eine zwischen einem Widerlager (36) und dem anderen Gelenkzapfen (32) gespannte Feder (34) diesen anderen Gelenkzapfen (32) in seine den entgegengesetzten Endlagen der Stellstange (12) entsprechenden Positionen vorspannt und in einer Mittellage zwischen diesen Positionen einen Totpunkt aufweist.Switch machine for one Soft, their tongues only by spring force in their respective adjacent Position are kept, with a movable in its longitudinal direction control rod (12), characterized in that a rotatably driven shaft (14) has two eccentrically arranged pivot pin (24, 32), of one of which is connected to the control rod (12) to the rotational movement the shaft (14) in a longitudinal movement of Adjusting rod (12) that the Shaft (14) between two end positions of the control rod (12) by almost 180 ° rotatable is, and that one between an abutment (36) and the other pivot (32) tensioned spring (34) this other pivot pin (32) in his the opposite end positions of the control rod (12) corresponding positions pretensioned and in a middle position between these positions one Has dead center.

Description

Die Erfindung betrifft eine Weichenstellvorrichtung für eine Weiche, deren Zungen nur durch Federkraft in ihrer jeweiligen anliegenden Position gehalten werden, mit einer in ihrer Längsrichtung beweglichen Stellstange.The The invention relates to a switch device for a switch, their tongues only by spring force in their respective adjacent Position are kept, with a movable in its longitudinal direction control rod.

Diese Weichenstellvorrichtung ist insbesondere für Werksbahnen vorgesehen, bei denen die Weiche relativ häufig, ggf. auch von Hand, umgestellt werden muß oder im Rangierbetrieb durch das Schienenfahrzeug aufgefahren wird, andererseits jedoch aufgrund der generell niedrigen Fahrgeschwindigkeit nicht das Erfordernis besteht, die Weichenzungen formschlüssig in ihrer jeweiligen anliegenden Position zu verriegeln. Die beiden Weichenzungen können deshalb durch die Stellstange starr miteinander verbunden sein. Allerdings muß die Federkraft, die die Weichenzungen in ihrer anliegenden Position hält, so groß sein, daß die Zunge zuverlässig in ihrer Position bleibt.These Weichenstellvorrichtung is especially intended for works, at which the switch is relatively common, possibly also by hand, must be converted or in shunting by the rail vehicle is driven on the other hand, however, due the generally low driving speed is not the requirement exists, the switch blades form fit in their respective adjacent position to lock. The two switch blades can therefore through the control rod be rigidly connected. However, the spring force that the switch blades must holding in its adjacent position, be that big that the Tongue reliable remains in position.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Weichenstellvorrichtung dieser Art zu schaffen, die bei geringer Betätigungskraft einen hohen Zungenaufschlag und eine hohe Festhaltekraft ermöglicht und dabei einen einfachen Aufbau aufweist.task The invention is to a Weichenstellvorrichtung of this type create that at low actuation force a high tongue surcharge and a high retention force allows and has a simple structure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine drehantreibbare Welle zwei exzentrisch angeordnete Gelenkzapfen aufweist, von denen einer mit der Stellstange verbunden ist, um die Drehbewegung der Welle in eine Längsbewegung der Stellstange umzusetzen, daß die Welle zwischen zwei Endlagen der Stellstange um nahezu 180° drehbar ist, und daß eine zwischen einem Widerlager und dem anderen Gelenkzapfen gespannte Feder diesen anderen Gelenkzapfen in seine den entgegensetzten Endlagen der Stellstange entsprechenden Positionen vorspannt und in einer Mittellage zwischen diesen Positionen einen Totpunkt aufweist.These Task is inventively characterized solved, that one rotatably driven shaft two eccentrically arranged pivot pin one of which is connected to the control rod to the rotational movement of the shaft in a longitudinal movement of the control rod implement that the The shaft can be rotated almost 180 ° between two end positions of the control rod is, and that one stretched between an abutment and the other pivot pin Spring this other pivot in its opposite end positions the adjusting rod pretensions corresponding positions and in one Center position between these positions has a dead center.

Da der Drehwinkel der Welle zwischen den beiden Endlagen der Stellstange nur geringfügig weniger als 180° beträgt, bildet die Stellstange mit der Welle in den jeweiligen Endlagen ein nahezu gestrecktes Kniegelenk, mit der Folge, daß schon ein geringes auf die Welle wirkendes Drehmoment dazu führt, daß eine hohe Festhaltekraft auf die Stellstange wirkt. Der mit der Feder verbundene andere Gelenkzapfen befindet sich dagegen in einer Mittellage der Welle zwischen den beiden Endlagen in seiner Totpunktstellung und ist in den beiden Endlagen um jeweils etwa 90° nach entgegengesetzten Seiten gegenüber der Totpunktstellung verschwenkt. Das bedeutet, daß der Hebelarm, der die Achse der Welle mit diesem Gelenkzapfen verbindet, in den beiden Endlagen etwa rechtwinklig zur Kraftrichtung der Feder verläuft, so daß schon mit mäßiger Federkraft ein hohes Drehmoment erzeugt werden kann. Diese beiden Effekte zusammen bewirken eine überaus hohe Festhaltekraft, mit der die jeweils anliegende Weichenzunge in ihrer anliegenden Position gehalten wird. Anderseits braucht beim Umstellen der Weiche nur ein Drehmoment auf die Welle ausgeübt zu werden, das ausreicht, die verhältnismäßig moderate Kraft der Feder zu überwinden. Dieses Drehmoment braucht zudem nur während einer Drehung in der Welle um einen Winkel von etwa 90° ausgeübt zu werden, da die Feder dann ihren Totpunkt überschreitet und die Welle sich selbsttätig in die entgegengesetzte Endlage weiterdreht.There the angle of rotation of the shaft between the two end positions of the control rod only slightly less than 180 ° forms the control rod with the shaft in the respective end positions almost Elongated knee joint, with the result that even a little on the Shaft-acting torque causes a high retention force acts on the control rod. The other pivot pin connected to the spring is on the other hand in a middle position of the shaft between the both end positions in its dead center position and is in the two End positions by about 90 ° each opposite sides opposite the dead center pivoted. This means that the lever arm, which connects the axis of the shaft with this pivot pin, in the both end positions runs approximately at right angles to the direction of force of the spring, so that already with moderate spring force a high torque can be generated. These two effects together cause an exceedingly high retention force with which the respective adjoining switch blade is held in its adjacent position. On the other hand needs when switching the turnout only a torque to be applied to the shaft, that is enough, the relatively moderate force to overcome the spring. This torque also only needs during a rotation in the shaft to be applied at an angle of about 90 °, because the spring then exceeds its dead center and the shaft self-acting continues to rotate in the opposite end position.

Der Zungenaufschlag, d. h., der Weg, den die Stellstange zwischen ihren beiden Endlagen zurücklegt, ist bei dieser Vorrichtung durch die Exzentrizität des mit der Stellstange verbundenen Gelenkzapfens bestimmt und läßt sich nach Bedarf wählen, ohne daß dadurch das Verhältnis zwischen Festhaltekraft und Betätigungskraft der Weichenstellvorrichtung nennenswert beeinflußt wird. Dieses Verhältnis ist maßgeblich durch die Größe des Winkelbereichs von knapp 180° bestimmt, innerhalb dessen die Welle zwischen den beiden Endlagen drehbar ist. Die Betätigungskraft ist zum einen durch die Kraft der Feder und zum anderen durch die Exzentrizität des mit dieser Feder verbundenen Gelenkzapfens bestimmt. Diese Exzentrizität kann unabhängig von der Exzentrizität des mit der Stellstange verbundenen Gelenkzapfens gewählt werden.Of the Tongue surcharge, d. h., the way the control rod between their covers both end positions, is in this device by the eccentricity of the connected to the control rod Pivot pin determines and settles choose as needed, without that by The relationship between holding force and operating force the Weichenstellvorrichtung is significantly affected. This ratio is decisively by the size of the angular range of almost 180 ° determined, within which the shaft is rotatable between the two end positions is. The operating force is on the one hand by the force of the spring and on the other hand by the eccentricity determined associated with this spring pivot pin. This eccentricity can be independent of the eccentricity the pivot pin connected to the control rod can be selected.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments and developments of the invention are specified in the subclaims.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Gelenkzapfen der Welle um etwa 90° gegeneinander winkelversetzt. Da die Stellstsange beim Umstellen der Weiche in horizontaler Richtung bewegt wird, ermöglicht diese Bauweise eine Anordnung der Feder, beispielsweise einer Druckfeder, parallel zu der Stellstange, also gleichfalls in horizontaler Richtung, so daß sich die Weichenstellvorrichtung in einem flachbauenden Gehäuse unterbrin gen läßt. In diesem Gehäuse kann zugleich ein Getriebe untergebracht sein, das zur Anpassung des auf die Welle auszuübenden Drehmoments an das von einer Antriebsquelle zur Verfügung gestellte Drehmoment dient. Wenn die Weichenstellvorrichtung von Hand mit Hilfe eines Umstellhebels betätigt werden soll, ist es zweckmäßig, daß das Getriebe eine Übersetzung ins Schnelle bewirkt, so daß der Umstellhebel von dem Bedienungspersonal nur um einen kleineren Winkel, beispielsweise nur um etwa 90° verschwenkt zu werden braucht.In a particularly advantageous embodiment, the two Joint pin of the shaft about 90 ° against each other angularly offset. Since the Stellstsange when changing the switch in is moved horizontally, this construction allows a Arrangement of the spring, such as a compression spring, parallel to the control rod, so also in the horizontal direction, so that the Weichenstellvorrichtung in a flat housing housing unterbrin conditions leaves. In this casing At the same time, a gearbox can be accommodated for adaptation of the action to be exercised on the shaft Torque to that provided by a drive source Torque is used. If the switch device by hand with Help a Umhebhebels operated it should be, it is appropriate that the transmission a translation effected in the fast, so that the Change lever by the operator only at a smaller angle, for example, pivoted only about 90 ° needs to be.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.in the Following is an embodiment based closer to the drawing explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen Grundriß der Weichenstellvorrichtung in ihrer Mittellage; 1 a plan view of the Weichenstellvorrichtung in its central position;

2 einen schematischen Schnitt längs der Linie II-II in 1; und 2 a schematic section along the line II-II in 1 ; and

3 und 4 Schnitte analog zu 2, für die entgegengesetzten Endlagen der Weichenstellvorrichtung. 3 and 4 Cuts analogous to 2 , for the opposite end positions of the Weichenstellvorrichtung.

Die in 1 gezeigte Weichenstellvorrichtung weist ein flaches, quaderförmiges Gehäuse 10 auf, das in seiner Längsrichtung von einer durchgehenden, in Richtung des Doppelpfeils A beweglichen Stellstange 12 durchsetzt wird. Die beiden entgegengesetzten, in der Zeichnung nicht dargestellten Enden der Stellstange 12 sind mit nicht gezeigten Weichenzungen einer Weiche für eine Werksbahn starr verbunden. Eine waagerecht und rechtwinklig zu der Stellstange 12 verlaufende Welle 14 ist innerhalb des Gehäuses 10 in einem gabelförmigen Lager 16 gelagert und bildet die Ausgangswelle eines Getriebes 18, dessen Eingangswelle 20 von außen in das Gehäuse 10 eintritt. An der Eingangswelle 20 kann beispielsweise ein nicht gezeigter Umstellhebel für die Handumstellung der Weiche oder auch ein hydraulischer Stellantrieb angreifen.In the 1 Weichenstellvorrichtung shown has a flat, cuboid housing 10 on, in its longitudinal direction by a continuous, movable in the direction of the double arrow A control rod 12 is enforced. The two opposite, not shown in the drawing ends of the control rod 12 are rigidly connected to not shown switch blades of a switch for a railway. A horizontal and perpendicular to the control rod 12 running wave 14 is inside the case 10 in a forked bearing 16 stored and forms the output shaft of a transmission 18 whose input shaft 20 from the outside into the housing 10 entry. At the input shaft 20 For example, a switching lever, not shown, for the manual changeover of the switch or a hydraulic actuator can be activated.

Auf einem Ende der Welle 14, das der Stellstange 12 zugewandt ist, sitzt drehfest ein Kurbelarm 22, der einen exzentrisch zu der Welle 14 angeordneten Gelenkzapfen 24 trägt. Dieser Gelenkzapfen 24 greift in eine durch zwei vertikale Rippen gebildete Führungskulisse 26 eines Mitnehmers 28 ein, der fest auf der Stellstange 12 sitzt.On one end of the shaft 14 , that of the control rod 12 turned facing, rotatably seated a crank arm 22 that is eccentric to the shaft 14 arranged pivot pin 24 wearing. This pivot pin 24 engages in a guide slot formed by two vertical ribs 26 a driver 28 one firmly on the control rod 12 sitting.

Innerhalb des gabelförmigen Lagers 16 trägt die Welle 14 einen zweiten Kurbelarm 30, der durch einen exzentrisch zur Welle 14 angeordneten zweiten Gelenkzapfen 32 gelenkig mit einem Ende einer Feder 34, hier einer Schraubendruckfeder, verbunden ist. Das andere Ende der Feder 34 ist schwenkbar an einem Widerlager 36 gehalten, das ortsfest im Gehäuse 10 sitzt.Inside the forked bearing 16 carries the wave 14 a second crank arm 30 that by an eccentric to the shaft 14 arranged second pivot pin 32 hinged with one end of a spring 34 , here a helical compression spring, is connected. The other end of the spring 34 is pivotable on an abutment 36 held stationary in the housing 10 sitting.

Wie deutlicher in 2 zu erkennen ist, sind die beiden Kurbelarme 22 und 30 um 90° gegeneinander winkelversetzt. 1 und 2 zeigen die Weichenstellvorrichtung in einer labilen Mittellage, in der sich die Feder 34 in ihrer Totpunktstellung befindet, in der sie parallel mit dem zweiten Kurbelarm 30 ausgerichtet ist. Das Lager 16 ist in 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Man erkennt so den Kurbelarm 22, der in der hier gezeigten Mittellage senkrecht nach oben weist, so daß sich der Gelenkzapfen 24 in der Nähe des oberen Endes der Führungskulisse 26 des Mitnehmers 28 befindet.How clearer in 2 can be seen, are the two crank arms 22 and 30 angularly offset by 90 °. 1 and 2 show the Weichenstellvorrichtung in a labile middle position in which the spring 34 in its dead center position, in parallel with the second crank arm 30 is aligned. The warehouse 16 is in 2 not shown for reasons of clarity. You can see the crank arm 22 which points vertically upwards in the central position shown here, so that the pivot pin 24 near the top of the guide slot 26 of the driver 28 located.

Wenn in der in 2 gezeigten Situation die Welle 14 geringfügig im Uhrzeigersinn verdreht wird, übt die Feder 34 auf den Gelenkzapfen 32 und den Kurbelarm 30 ein Drehmoment aus, durch das die Welle weiter im Uhrzeigersinn verdreht wird, bis sie nach einer Drehung von etwas weniger als 90° in die in 3 gezeigte Position erreicht. In dieser Position hat der Gelenkzapfen 24 den Mitnehmer 28 und damit die Stellstange 12 in ihre rechte Endlage getrieben, in der die (nicht gezeigte) rechte Weichenzunge sich in der anliegenden Position befindet. Der Kurbelarm 22 liegt nun nahezu parallel zu der Stellstange 12, während die Feder 34 durch die Drehung des Kurbelarms 30 leicht nach unten verschwenkt worden ist, so daß die Federkraft nun etwa rechtwinklig zu dem Kurbelarm 30 wirkt. Folglich übt in dieser Position die Feder 34 auf die Welle 14 ein maximales Drehmoment aus, das die Tendenz hat, die Stellstange 12 in der Endlage zu halten. Speziell wird durch dieses Drehmoment der Gelenkzapfen 24 gegen die rechte Rippe der Führungskulisse 26 getrieben. Der Mitnehmer 28 kann jedoch nicht weiter ausweichen, da die Stellstange 12 durch die anliegende Weichenzunge in ihrer Position gehalten wird.If in the in 2 shown situation the wave 14 slightly twisted clockwise, the spring exercises 34 on the pivot pin 32 and the crank arm 30 a torque that rotates the shaft further in a clockwise direction, until after turning a little less than 90 ° in the in 3 reached shown position. In this position has the pivot pin 24 the driver 28 and thus the control rod 12 driven into its right end position, in which the (right) switch blade (not shown) is in the adjacent position. The crank arm 22 is now almost parallel to the control rod 12 while the spring 34 by the rotation of the crank arm 30 has been slightly pivoted down, so that the spring force is now approximately at right angles to the crank arm 30 acts. Consequently, in this position, the spring exercises 34 on the wave 14 a maximum torque that has the tendency, the control rod 12 to hold in the final position. Specifically, by this torque, the pivot pin 24 against the right rib of the guide slot 26 driven. The driver 28 However, you can not avoid it, because the control rod 12 is held in position by the adjacent switch blade.

Wenn auf die Weichenzunge von außen her eine Kraft wirkt, die die Tendenz hat, diese aus ihrer anliegenden Position heraus zu bewegen, so wird diese Kraft durch die Stellstange 12 und den Mitnehmer 28 auf den Gelenkzapfen 24 übertragen. Diese Kraft läßt sich in bezug auf die kreisförmige Umlaufbahn des Gelenkzapfens 24 um die Achse 14 zerlegen in eine Radialkomponente, die durch den starr auf die Welle 14 abgestützten Kurbelarm 22 kompensiert wird, und eine Tangentialkomponente, die das auf die Welle wirkende Drehmoment verursacht. Diese Tangentialkomponente ist proportional zum Sinus des zwischen dem Kurbelarm 22 und der Stellstange 12 gebildeten Winkels. Wenn dieser Winkel beispielsweise 4° beträgt, so beträgt die Tangentialkomponente weniger als 7% der ursprünglich auf die Weichenzunge ausgeübten Kraft. Nur diese 7% (bei Berücksichtigung des Reibungswiderstands in der Führungskulisse 26 sogar noch weniger) brauchen durch das von der Feder 34 erzeugte Drehmoment ausbalanciert zu werden, so daß sich schon bei geringer Federkraft eine sehr hohe Festhaltekraft der Weichenstellvorrichtung ergibt.If a force acts on the switch blade from the outside, which tends to move it out of its adjacent position, this force is through the control rod 12 and the driver 28 on the pivot pin 24 transfer. This force can be with respect to the circular orbit of the pivot pin 24 around the axis 14 disassemble into a radial component, passing through the rigid to the shaft 14 supported crank arm 22 is compensated, and a tangential component that causes the torque acting on the shaft. This tangential component is proportional to the sine of the between the crank arm 22 and the control rod 12 formed angle. For example, if this angle is 4 °, the tangential component is less than 7% of the original force exerted on the switch blade. Only this 7% (taking into account the frictional resistance in the guide slot 26 even less) need by the spring 34 generated torque to be balanced, so that even at low spring force results in a very high holding force of the Weichenstellvorrichtung.

Wenn ein Benutzer die Weiche von Hand umstellen will und beispielsweise mit Hilfe des Umstellhebels ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn auf die Welle 14 ausübt, so braucht er lediglich das von der Feder 34 erzeugte Drehmoment zu überwinden, bis die Feder die in 2 gezeigte Totpunktstellung durchläuft und die Welle 14 sowie die Stellstange 12 dann selbsttätig weiter in die in 4 gezeigten Endlage treibt. Für diese Endlage gilt das oben zu 3 gesagte analog.If a user wants to change the switch by hand and, for example, using the shift lever, a torque counterclockwise to the shaft 14 he only needs that from the pen 34 overcome torque generated until the spring in 2 the dead center position shown passes through and the shaft 14 as well as the control rod 12 then automatically in the in 4 drives shown end position. For this end position, the above applies 3 said analog.

Claims

Weichenstellvorrichtung for a switch whose tongues are held only by spring force in their respective adjacent position, with a movable in its longitudinal direction control rod ( 12 ), characterized in that a rotatably driven shaft ( 14 ) two eccentrically arranged pivot pin ( 24 . 32 ), one of which with the control rod ( 12 ) is connected to the rotational movement of the shaft ( 14 ) in a longitudinal movement of the control rod ( 12 ) implement that the wave ( 14 ) between two end positions of the control rod ( 12 ) is rotatable by almost 180 °, and that one between an abutment ( 36 ) and the other pivot ( 32 ) tensioned spring ( 34 ) this other pivot pin ( 32 ) in its opposite end positions of the control rod ( 12 ) biases corresponding positions and has a dead center in a middle position between these positions.

Weichenstellvorrichtung according to claim 1, characterized in that the two eccentrically arranged pivot pin ( 24 . 32 ) are angularly offset by 90 °.

Weichenstellvorrichtung according to claim 1 or 2, characterized in that the spring ( 34 ) is a compression spring.

Weichenstellvorrichtung according to any one of the preceding claims, characterized in that the with the control rod ( 12 ) connected pivot pins ( 24 ) in a guidance setting ( 26 ) one firmly on the control rod ( 12 ) arranged driver ( 28 ) intervenes.

Weichenstellvorrichtung according to any one of the preceding claims, characterized in that the shaft ( 14 ) the output shaft of a transmission ( 18 ).