DE2922862A1

DE2922862A1 - Herzstueck fuer weichen

Info

Publication number: DE2922862A1
Application number: DE19792922862
Authority: DE
Inventors: Bernd-Joachim Kempa
Original assignee: Elektro Thermit GmbH
Current assignee: Goldschmidt ETB GmbH
Priority date: 1979-06-06
Filing date: 1979-06-06
Publication date: 1980-12-11
Also published as: IT1127407B; JPS5625501A; JPS609601B2; DE2922862C2; US4589617A; GB2051189A; FR2458626B1; FR2458626A1; GB2051189B; IT8048179A0

Description

Elektro - Thermit GmbH, Berlin

Herzstück für Weichen

Patentansprüche; Seite 2 bis 3 Beschreibung: Seite 4 bis 17

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Die Erfindung betrifft Herzstücke für Weichen, insbesondere für Schnellfahrweichen, mit einer die Lücke zwischen den Schienenpaaren des geraden bzw. des abzweigenden Gleises schließenden, drehbar angeordneten Verbindungsschiene.

Mit zunehmenden Fahrgeschwindigkeiten im modernen Schienenverkehr steigen gleichzeitig die Anforderungen an den Eisenbahnoberbau. Dabei nehmen hier die Weichen eine wichtige Stellung im Eisenbahnoberbau ein, die nicht nur im geraden Strang mit Höchstgeschwindigkeit befahren werden sollen, sondern auch im abzweigenden Strang. Die Forderung, mit Höchstgeschwindigkeiten im abzweigenden Strang zu fahren, bedeutet aber bei vorgegebenen, nicht zu überschreitenden Seitenbeschleunigungswerten, die Weichen mit einem wesentlich größeren Halbmesser auszulegen, als das zur Zeit mit konventionellen Weichen möglich ist.

Als Stand der Technik sind Weichen bekannt, die für Geschwindigkeiten im geraden Strang bis 250 km/h mit Herzstückkonstruktion ausgerüstet sind, bei denen die sonst bei einfachen Herzstücken bestehenden Lücken durch stellbare Elemente geschlossen werden.

Es ist weiter bekannt, Herzstückspitzen gelenkig zu lagern, wobei das schwenkbare Teil aus einem Schienenstück besteht. So wird z.B. in dem DE-GM 70 45 928 ein Herzstück mit

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gelenkig gelagerter Spitze beschrieben, bei dem das Gelenk so ausgebildet ist, daß eine exakte Flucht der Fahrkanten von Herzstückspitze und Schienen gewährleistet sein soll. Abgesehen davon, daß solche Schwenke leinen te aufgrund ihrer Dimensionierung nicht in Schnellfahrweichen eingesetzt werden können, bilden solche Konstruktionen stumpfe Stoßlücken aus.

In der US-PS 1 146 888 wird ein Herzstück beschrieben, bei dem die zuführenden und weiterführenden Schienen in einem bestimmten Abstand vor ihrem gemeinsamen Kreuzungspunkt enden und eine auf einer Platte gleitend gelagerte Schiene die jeweiligen, der Fahrtrichtung entsprechenden Enden miteinander verbindet. Diese Konstruktion weist zwar im Herzstück eine durchgehende Schienenkopfprofilierung auf, jedoch bilden sich zwischen der gleitenden Schiene und den zu- und weiterführenden Schienen Stumpfstoße, die mit den allseits bekannten Nachteilen behaftet sind. Zudem ist der Einsatz dieser Herzstückkonstruktion nur auf die Weichen beschränkt, bei denen sich gerade Schienen im Herzstückbereich kreuzen.

Die vorgenannten Herzstückkonstruktionen eignen sich deshalb auch weiter nie ht im Schnellfahrweichenbereich, da mit zunehmendem Weichenhalbmesser die Verbindungsschienen immer langer werden und ihre Stabilität einen Punkt erreicht, bei dem aus Sicherheitsgründen Herzstücke mit lose aufliegenden

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Verbindungsschienen nicht mehr eingesetzt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden und unter Vermeidung stumpfer Stoßlücken im Herzstückbereich eine durchgehende Schienenkopfprofilierung zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Enden der Verbindungsschiene in Form eines gleichschenkeligen Dreiecks und die entsprechenden Enden der Fahrschienen einseitig spitz unter Ausbildung einer kontinuierlichen Schienenkopfprofilierung ausgearbeitet sind.

Besonders bevorzugt ist ein Herzstück, dessen Verbindungsschiene mit ihren Enden auf Gleitstühlen fest gelagert ist und auf Schienenlagern aufliegt.

Sowohl im geraden als auch im abzweigenden Gleis wird dadurch eine kontinuierliche Schienenkopfprofilierung geschaffen und eine sprunghafte Elastizitätsänderung vermieden. Die spitzen, symmetrisch abgearbeiteten Enden der Verbindungsschiene und die gleichlangen, einseitig zungenprofilähnlich bearbeiteten Enden der Fahrschienen ergänzen sich bei der gegenseitigen Anlage zum vollen Schienenkopfprofil und ermöglichen einen ruhigen, störungsfreien Überlauf der Räder.

Die horizontale Verstellung der Verbindungsschiene wird

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zweckmäßigerweise durch an sich bekannte Gleitstühle vorgenommen, auf denen die Verbindungsschiene fest gelagert ist. Diese Gleitstühle ermöglichen die gegenläufige Querbewegung der Enden der Verbindungsschiene bei deren Drehung, mit der die Anlage dieser spitzen Enden der Verbindungsschiene an die Enden der Fahrschienen hergestellt wird. Die unterschiedliche Steigung der in voller Kopfbreite schräg abgearbeiteten Enden der Fahrschienen und den beidseitig spitz auslaufend zur Mittellinie des Schienenkopfes abgearbeiteten Enden der Verbindungsschiene wird durch eine elastische Biegung der Enden der Verbindungsschiene um die halbe Kopfbreite ausgeglichen. Dabei wird die kontinuierliche Schienenkopfprofilierung geschaffen. Bei Weichen, in denen der Halbmesser des abzweigenden Stranges durch das Herzstück geht, wird bei der Stellung "abzweigend" die Verbindungsschiene in ihrer ganzen Länge entsprechend diesem Halbmesser elastisch gebogen und in Anlage an die abbiegende Schiene gebracht. Die Gleitstühle sorgen weiter dafür, daß mittels in den Gleitstühlen angeordneter an sich bekannter Verriegelungselemente die bei der Anlage im gespannten Zustand befindliche Verbindungsschiene in ihrer Stamm- bzw. abzweigenden Stellung unverrückbar gelagert ist.

Der Einsatz und die Wirkungsweise der Gleitstühle ist ausführlich in der DE-OS 28 17 782 beschrieben. Die Gleitstühle übernehmen auch die von den überrollenden Rädern

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verursachten horizontalen und vertikalen Kräfte. Die zwischen den Gleitstühlen befindlichen Schienenlager, auf denen die Fahrschienen und deren zungenprofilähnlich abgearbeitete Enden fest angeordnet sind, dienen zusätzlich zur Abstützung der Verbindungsschiene.

Es hat sich von Vorteil erwiesen, daß die Verbindungsschiene ein dem Schienenprofil entsprechendes Mittelteil aufweist, an das die spitzen Enden angeschweißt sind.

Je nach der Geometrie der Weiche ist die Verbindungsschiene im Herzstückbereich unterschiedlich groß. Die beiden, in Form eines gleichschenkeIigen Dreiecks bearbeiteten Enden dieser Verbindungsschiene sind vorzugsweise symmetrisch. Um die Verbindungsschiene auf die für die jeweilige Geometrie der Weiche erforderliche Länge zu bringen, schweißt man die spitzen Enden an ein entsprechend groß ausgewähltes Mittelteil an und erhält so die Verbindungsschiene in ihrer gewünschten Länge.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Fahrschienen mit ihren zungenprofilähnlich ausgebildeten Enden auf Schienenlagern befestigt und liegen auf Gleitstühlen auf.

Dabei besteht vorzugsweise das Schienenlager aus einer Auflage, die über Auflageplatten mit dem auf einer gemeinsamen Grundplatte aufgeschweißten Bock verbunden ist.

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Von Vorteil ist es, daß das Schienenlager horizontal und vertikal justierbar ist. Durch die horizontale Justierung kann man eine Korrektur der Fahrschienen im Gleis vornehmen. Mit der vertikalen Justierung kann man sowohl Schräglagen des Untergrundes als auch gewollte Schräglagen der Schienen herstellen.

Dabei erreicht man die vertikale Justierung durch zwischen den Auflageplatten des Bockes und der Auflage eingeschobene Keile.

Die horizontale Justierung wird durch in die Auflageplatten des Bockes eingelassene Langlöcher erreicht.

Durch die Erfindung wird eine Stoßlückenfreie Verbindung zu den Fahrschienen geschaffen, wobei die jeweilige Lage der querbeweglichen Verbindungsschiene durch die feste Anordnung auf den Gleitstühlen unverrückbar gesichert ist.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 Draufsicht auf das Herzstück in einer Weiche

Fig. 2 Draufsicht auf den Herzstückbereich

Fig. 3 Draufsicht auf den linken Teil des Herzstückes im vergrößerten Maßstab aus der Fig. 2

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- IG -

Fig. 4 den Schnitt C-D aus der Fig. 7 in der Seitenansicht

Fig. 5 Draufsicht auf die Fig. 4

Fig. 6 den Schnitt A-B aus der Fig. 7 in der Seitenansicht

Fig. 7 und 8

Draufsicht auf ein Herzstück in seinen beiden Endstellungen

Die Fig. 1 zeigt eine Zungenweiche mit dem erfindungsgemäßen Herzstück in schematischer Darstellung. Das Herzstück besteht aus der sich um den Schnittpunkt (M) drehbar gelagerten Verbindungsschiene (1) mit ihren schräg bearbeiteten Enden (2, 2^!) und dem schienenprofilaufweisenden Mittelteil (I¹), den querbeweglichen Gleitstühlen (3), auf welchen die Verbindungsschiene (1) befestigt ist, den fest angeordneten Schienenlagern (4), auf welchen die mit zungenprofilähnlichen Bearbeitungen versehenen Fahrschienenenden (5, 5¹) befestigt sind, der im Herzstück unterbrochenen Fahrschiene (6) des Stammgleises sowie der mit zungenprofilähnlichen Bearbeitungen versehenen Fahrschienenenden (7, 7') der im Herzstück unterbrochenen Fahrschiene (8) des Abzweiggleises .

In der Fig. 2 ist die um den Schnittpunkt (M) drehbare und in bezug auf die spitzen Enden querbewegliche und auf den Gleitstühlen (3) befestigte Verbindungsschiene (1) in ihrer Mittelstellung (nicht anliegend) abgebildet. Die Enden 030050/0354

(2, 2') der Verbindungsschiene (1) sind beidseitig symmetrisch zur Mittellinie der Verbindungsschiene (1) in der Form eines gleichschenkeligen Dreiecks ausgearbeitet.

Die Enden (5, 5') und (7, 7¹) der Fahrschienen (6) und (8) sind einseitig in gleicher Länge wie die Enden (2, 2¹) der Verbindungsschiene (1) zungenprofilähnlich ausgearbeitet.

In der Fig. 3 ist zum besseren Verständnis nur der linke Teil des Herzstückes aus Fig. 2 in vergrößerter Ausführung dargestellt. Sie zeigt das Ende (2) der Verbindungsschiene (1) in formschlüssiger Anlage an das Ende (5) der Fahrschiene (6). Die Seitenlänge (c) bis (d) der Fahrschienenenden (5) und (7) entspricht der Seitenlänge (a) bis (b) des Endes (2) der Verbindungsschiene (1). Beim horizontalen Umste11vorgang kommt zunächst der Punkt (a) des Endes (2) der Verbindungsschiene (1) mit dem Punkt (c) der Enden (5) und (7) in Anlage. Bis zur Endlage der Verbindungsschiene (1) wird nun das Ende (2) über seine Seitenlänge von (a) bis (b) elastisch um die halbe Schienenkopfbreite (k) vom Punkt (b) ab gebogen, x. bzw. x₂ entsprechen der verbleibenden Schienenkopfbreite nach der Bearbeitung, wobei X₁ bzw. X₂ Werte zwischen > 0 und < k annehmen. Dabei ist die Durchbiegung der Verbindungsschiene (1) an allen Punkten gleich ^X2 . Das Ende

2~ (2) der Verbindungsschiene (1) und die Enden der Fahrschienen

(5) und (7) sind so ausgearbeitet, daß die Bedingungen der Gleichung k = x. + x₂ erfüllt werden. Dabei bedeutet k = Schienenkopfbreite.

Die Lagerung und Führung der drehbaren und im Zungenbereich querbeweglichen, aus der Fahrschiene gebildeten Verbindungs-

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schiene ist in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt. Auf der Grundplatte (9) sind die Lagerböcke (10) und (11) durch Schweißen fest verbunden. In den Bohrungen der Lagerböcke (10) und (11) ist die Welle (12) eingepaßt. Auf der Welle (12) ist der aus dem Lagerblock (13) und der darauf befestigten Platte (14) bestehende Gleitstuhl (3) gleitend gelagert. Die Befestigung der Verbindungsschiene (1) erfolgt über die Klemmstücke (15) , die mittels Senkschrauben mit der Platte (14) verschraubt sind. Die Klemmstücke (15) dienen gleichzeitig an dieser Stelle den Schienenenden (5¹) und (7¹) als Stützpunkt für die vertikalen Lasten. Die Arretierung der Verbindungsschiene (1) in ihrer von der Geometrie der Weiche jeweilig geforderten gespannten Lage übernehmen die Gewindestangen (16) und (17). Die Gewindestangen (16) und (17) in den Ausnehmungen (18) bzw. (19) stellen den genau definierten Abstand bis zum in den Ausnehmungen (20) bzw. (21) gelagerten Verriegelungselement (22) bzw. (23) her. Die Gewindestangen (16) und (17) werden mit den Sechskantmuttern (24) und den Scheiben (25) gekontert.

Mit Hilfe des Differentialzylinders (26) wird die auf dem Gleitstuhl (3) befestigte Verbindungsschiene (1) horizontal querbewegt. Das Zylindergehäuse (27) ist über den Arm (28) und die Bolzen (29) kraftschlüssig mit dem Lagerbock (11) verbunden. Die die Querbewegung ausführende Kolbenstange (30) steht über der Lagerstelle (31) an der Platte (14) mit dem Gleitstuhl (3) in Eingriff.

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In der Fig. 6 wird das Schienenlager (4) der fest angeordneten zungenprofilähnlichen Schienenenden (5) und (7) gezeigt. Es wird im wesentlichen aus der Auflage (40) und dem Bock (48) gebildet, die auf der Grundplatte (47) aufgeschweißt sind. Die Schienenenden (5) und (7) sind durch die Spannklemmen (32) , die Unterlegscheiben (33) , die Hakenschrauben (34) und die Sechskantmuttern (35) außen mit der Rippenplatte (36) verbunden. Als Abstandhalterung und Befestigung der Schienen (5) und (7) befindet sich zwischen diesen das Klemmstück (37), das außerdem an dieser Stelle auch der Verbindungsschiene (1) als Stützpunkt für die vertikalen Lasten dient.

Zur Gewährleistung der geforderten Schieneneinsenkung beim überfahren des Gleises ist die Rippenplatte (36) auf einer auf die Flächenpressung abgestimmten Gummiplatte (38) aufgelegt. Abhebende Kräfte werden durch die Spannbügel (39) kompensiert. Um eine nachträgliche Vertikalkorrektur vornehmen zu können, ist die Auflage (40) an ihren beiden unteren Seiten mit Schrägen (41) versehen. Diesen Schrägen (41) der Auflage (40) passen sich die beiden darunterliegenden Keile (42) genau an, mit denen die Korrektur vorgenommen werden kann.

Die Auflageplatten (43), die mit dem Bock (48) verschweißt sind, weisen genau wie die Keile (42) Langlöcher (45) auf, die zusätzlich eine quer zu den Fahrschienen (4) und (5) gerichtete Horizontalkorrektur ermöglichen.

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Durch die Anordnung der Schrägen (41) an der Auflage (40) und der zwischen Auflage (40) und Auflageplatte (43) eingeschobenen Keile (42) kann man sowohl Schräglagen des Untergrundes ausgleichen als auch gewollte Schräglagen der Schienen herstellen.

Die Seitenteile (44) sind zusammen mit den Querrippen (46) gemeinsam auf der Grundplatte (47) aufgeschweißt und bilden den Bock (48), der die Auflage (40) trägt.

In den Fig. 7 und 8 wird die Verbindungsschiene (1) beim Umstellvorgang von "gerade" (Fig. 7) in die abzweigende Stellung (Fig. 8) gezeigt. Die Verbindungsschiene (1) befindet sich im gespannten Zustand in Anlage an den Enden (5, 5¹) der Fahrschiene (6). Die starren Schienenenden der Fahrschienen (6) und (8) sind dabei auf den Rippenplatten (49) mit dem Unterbau verbunden. Innerhalb des Herzstückbereiches sind diese Schienen auf den Schienenlagern (4) befestigt und liegen lose auf den Gleitstühlen (3) auf. Die querverstellbare Verbindungsschiene (1) ist mit den Gleitstühlen (3) befestigt und liegt lose auf den Schienenlagern (4) auf. Die in den Gleitstühlen (3) angeordneten Verriegelungselemente (22, 23) sind jeweils beidseitig untereinander mit dem Gestänge (50) verbunden. Die Umstellung der Verriegelungselemente (23) erfolgt in dem linken Teil des Herzstückes durch die einfach wirkenden Hubzylinder (51, 52) sowie im rechten Teil des Herzstückes durch die einfach wirkenden Hubzylinder (53, 54). Die Umstellung

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der Verriegelungselemente (22) wird in dem linken Teil des Herzstückes durch die einfach wirkenden Hubzylinder (55, 56) bewirkt sowie im rechten Teil des Herzstückes durch die einfach wirkenden Hubzylinder (57, 58). Die Prüfung auf richtige Stellung der Verriegelungselemente (22, 23) geschieht über die Endschalter (59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74). In der Stellung "gerade" (Fig. 7) haben die Hubzylinder (55, 58) die Verriegelungselemente (22) über das Gestänge (50) in die entriegelte Stellung gebracht. Damit sind die Endschalter (63, 65, 68, 70) betätigt, während die Endschalter (64, 66, 67, 69) entlastet sind. Die Hubzylinder (51, 54) haben die Verriegelungselemente (23) in die verriegelte Stellung gebracht. Damit sind die Endschalter (60, 62, 71, 73) betätigt, während die Endschalter (59, 61, 72, 74) entlastet sind, über diese Kombination der Endschalterstellungen kann die Fahrstraßenfreimeldung für den geraden Strang abgeleitet werden.

Die sichere, unverrückbare Arretierung der querbeweglichen Verbindungsschiene (1) erfolgt durch die Verriegelungselemente (23) , die den Gewindestangen (16) als Stützpunkt dienen, um damit die unter Spannung angepreßte Verbindungsschiene (1) an den Schienenenden (5, 5¹) zu halten.

Der Umstellvorgang von der Stellung "gerade", wie in der Fig. 7 dargestellt, in die Stellung "abzweigend", wie in

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Fig. 8 gezeichnet, läuft nun folgendermaßen ab:

Die Differentialzylinder (26) , wie in Fig. 4 gezeigt, werden so in Betrieb gesetzt, daß die Verbindungsschiene (1) zunächst stark gegen die Schienen (5, 5¹) gepreßt wird und damit die Gewindestangen (16) geringfügig von den Verriegelungselementen (23) abrücken. Nachdem die Verriegelungselemente frei sind, werden die Hubzylinder (52, 53) in Tätigkeit gebracht und die Verriegelungselemente (23) über das Gestänge (50) in die entriegelte Stellung gebracht. Ist dieser Stellvorgang ordnungsgemäß erfolgt, müssen die Endschalter (59, 61, 72, 74) betätigt und die Endschalter (60, 62, 71, 73) entlastet sein. Diese Endschalterstellung löst die Umpolung der Kraftrichtung an den Differentialzylindern (26) aus. Die Differentialzylinder drücken die Verbindungsschiene (1) in die abzweigende Stellung und pressen sie dann an die starren Schienenenden (7, 7¹), und zwar so, daß für die anschließende Verriegelung der Weg für die Verriegelungselemente (22) frei ist. Jetzt können die"Hubzylinder (56, 57) die Verriegelungselemente (22) über das Gestänge (50) in die verriegelte Stellung bringen. Wird der Antriebsdruck für die Differentialzylinder (26) abgeschaltet, werden die Gewindestangen (17) durch die Rückwirkung der Anpreßkraft zwischen der Verbindungsschiene (1) und den Schienenenden (7, 7') an die Verriegelungszylinder (22) gedrückt. Ist die Verriegelung einwandfrei, müssen die Endschalter (64, 66, 67, 69) betätigt und die Endschalter (63, 65, 68, 70) entlastet sein. Bei

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dieser Endschalterstellung wird der Hydraulikantrieb außer Betrieb gesetzt.

Über die in der Fig. 8 dargestellte Kombination der Endschalterstellung (59, 61, 64, 66, 67, 69, 72, 74 betätigt, 60, 62, 63, 65, 68, 70, 71, 73 entlastet) kann die Fahrstraßenfreimeldung für den abzweigenden Strang abgeleitet werden.

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-Al'

Leerseite

Claims

P atentansprüche

.) Herzstück für Weichen, insbesondere für Schnellfahrweichen/ mit einer die Lücke zwischen den Schienenpaaren, des geraden bzw. des abzweigenden Gleises schließenden, drehbar angeordneten Verbindungsschiene, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden (2, 2¹) der Verbindungsschiene (1) in Form eines gleichschenkeligen Dreiecks und die entsprechenden Enden (5, 5¹ / 7, 7¹) der Fahrschienen (6/8) einseitig spitz unter Ausbildung einer kontinuierlichen Schienenkopfprofilierung ausgearbeitet sind.
2. Herzstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschiene (1) mit ihren Enden (2, 2') auf Gleitstühlen (3) fest gelagert ist und auf Schienenlagern (4) aufliegt.
3. Herzstück nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschiene (1) ein dem Schienenprofil entsprechendes Mittelteil (I¹) aufweist, an das die spitzen Enden (2, 2') angeschweißt sind.

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4. Herzstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrschienen (6/8) mit ihren zungenprofilähnlich ausgebildeten Enden (5, 5' / 7, T) auf Schienenlagern (4) befestigt sind und auf Gleitstühlen (3) aufliegen.
5. Herzstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schienenlager (4) aus einer Auflage (40) besteht, die über Auflageplatten (43) mit dem auf einer gemeinsamen Grundplatte (47) aufgeschweißten Bock (48) verbunden ist.
6. Herzstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schienenlager (4) durch zwischen den Auflageplatten (43) des Bockes (48) und der Auflage (40) eingeschobene Keile (42) vertikal justierbar ist.
7. Herzstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schienenlager (4) durch in die Auflageplatten (43) des Bockes (48) eingelassene Langlöcher horizontal justierbar ist.

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