EP0282796A1 - Herzstück für Weichen oder Kreuzungen - Google Patents

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EP0282796A1
EP0282796A1 EP88102963A EP88102963A EP0282796A1 EP 0282796 A1 EP0282796 A1 EP 0282796A1 EP 88102963 A EP88102963 A EP 88102963A EP 88102963 A EP88102963 A EP 88102963A EP 0282796 A1 EP0282796 A1 EP 0282796A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tip
frog
centerpiece
frog tip
wing rails
Prior art date
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Granted
Application number
EP88102963A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0282796B1 (de
Inventor
Otto Dipl.-Ing. Morgenschweis
Alfred Kais
Sebastian Benenowski
Erich Dipl.-Ing.(Fh) Nuding
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Butzbacher Weichenbau GmbH
Voestalpine Turnout Technology Germany GmbH
Original Assignee
Voestalpine BWG GmbH
Butzbacher Weichenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19873708233 external-priority patent/DE3708233A1/de
Application filed by Voestalpine BWG GmbH, Butzbacher Weichenbau GmbH filed Critical Voestalpine BWG GmbH
Priority to AT88102963T priority Critical patent/ATE56231T1/de
Publication of EP0282796A1 publication Critical patent/EP0282796A1/de
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Publication of EP0282796B1 publication Critical patent/EP0282796B1/de
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00—Switches; Crossings
    • E01B7/10—Frogs
    • E01B7/12—Fixed frogs made of one part or composite

Definitions

  • the invention relates to a centerpiece for switches or crossings with two wing rails and a centerpiece tip arranged between them, which, with the wing rails, forms track grooves that run at an acute angle to one another for guiding a wheel flange, a transfer area in which the centerpiece tip is relative to the wing rails and Movable perpendicular to the running surface can be achieved in that the running surface of the wheel is supported both on the running surface of the frog tip and on one of the wing rails at the same time.
  • the object of the present invention is essentially to avoid the wear of the frog tip in the transition area from the wing rail to the frog tip by avoiding abrupt transitions, the transition being to be self-regulated as a function of the acting force in such a way that the elasticity of the frog tip is not leads to undesired and uncontrolled loads on the wheel traveling on the heart. Controlled training of the transition report should also be made possible with structurally simple means.
  • the object is essentially achieved in that the transfer area is controlled in a controlled manner in that in the area of a driving edge distance Y of the frog tip with 20 mm ⁇ Y ⁇ 30 mm, both the frog tip and the wing rail form the driving surface of the wheel.
  • the area in which the wheel passes from the wing rail to the frog tip is thus expanded in a controlled manner, so that neither a quasi punctiform or very narrow range of sudden power transmission from the wing rail to the frog tip still uncontrolled power transmissions from the frog tip into the wheel.
  • the relative movement between the centerpiece tip and wing rails can be made possible in that the wing rails and / or the centerpiece tip are arranged on an elastic base.
  • the elasticity of the base can be designed differently in the areas of the individual switch parts in order to achieve a controlled evasion and in this way a targeted force distribution.
  • the teaching according to the invention has the further advantage that the relative movement allows the wing rails and the frog tip to adapt over a longer area to the geometry of the wheel, which in particular protects the frog tip.
  • the elasticity more precisely the relative displaceability between the frog tip and wing rail, can increase towards the free end of the frog tip, so only slightly To absorb forces in the "weak” area of the frog tip and high forces in the areas of the frog tip in which the rail cross-section increases, since the frog tip can "dodge" downwards in its front area.
  • the frog tip is connected to the wing rails via chucks, which in turn, however, enables the rail parts to move with respect to one another.
  • the feed pieces can connect the centerpiece tip with the wing rails with play, the feed pieces themselves being made of metal.
  • the lining pieces can consist of vibrating metal, i.e. vulcanized rubber pieces, which allow the required elasticity, are arranged between two steel plates, the connection between the wing rails and the frog tip being made via bolts which are guided with play at least through the frog tip.
  • the centerpiece tip is elastically displaceable parallel to the tread.
  • the centerpiece tip is designed as a cantilever arm in such a way that the centerpiece tip acts as a bending rod which is clamped in such a way that the centerpiece tip experiences a deflection of 1 mm at a travel edge distance Y2 with 25 mm ⁇ Y2 ⁇ 30 mm with maximum transverse forces normally occurring during operation.
  • the horizontal displaceability with the constraints specified in relation to the driving edge distance represents a self-inventive idea that enables the centerpiece tip - viewed from its free end - to take over the lateral guidance of a wheel at an early age, so that the track groove is chosen to be as small as possible can, that is, the wheel link required for the lane can be bent away relatively early from the travel rail to the wing rail.
  • the elasticity in the horizontal direction of the frog tip must be designed so that it decreases from the free end of the frog tip, that is, the guiding function increases from the top. This has the advantage that the track groove can be selected to be very narrow, without having to pay particular attention to fluctuations in the lead circle spacing or the flange thickness.
  • the free end of the frog tip which is preferably designed as a pin
  • a bush which in turn is held by a chuck clamped between the wing rails.
  • the sleeve which is designed in the form of a hollow cylinder or pot, should have directional damping and / or support and / or spring properties.
  • Suitable material is, for example, Teflon or vibrating metal, whereby the properties required are ensured in the case of a hollow cylindrical shape, for example by a wave structure.
  • a corresponding receptacle is required so that the centerpiece tip can be displaced in a preferred direction relative to the wing rails, the restoring forces being dampable in such a way that undesired force inputs into the wheels passing through the transition area are avoided.
  • the preferred direction for the damping, support and spring properties can be achieved, for example, in that the structure of the sleeve causes damping only in a certain direction, whereas in other areas the sleeve serves as a rigid bearing, that is to say as a fixed receptacle.
  • Fig. 1 is shown in a purely schematic representation and in plan view a frog (10) of a switch or an intersection, which essentially consists of a frog tip (12) arranged between two wing rails (14) and (16), which differs from it front free end (18) extended towards their ends.
  • the centerpiece tip (12) forms, with the wing rails (14) and (16), two track grooves (20) and (22) running at an acute angle to one another for receiving one Wheel flange (24) of a wheel (26).
  • the wing rails (14) and (16) are the rail strands which continue from tongues (not shown) and which are bent in the frog area. The strands continuing from the switch ends merge into the centerpiece tip (12).
  • section B-B (FIG. 3) there is a transfer of force both via the wing rail (14) and via the frog tip (12). Strictly speaking, this transition area is not punctiform, but is slightly flat, since the running surfaces of the wing rail (14) or frog tip (12) are deformed by surface pressure. This is indicated in FIG. 5 by the hatched areas (30) and (32), which are located both in the tread (28) of the wheel (26) and in the running surfaces (34) and (36) of the wing rail (14 ) or the centerpiece tip (12).
  • the tread (28) has detached from the wing rail (14) and force is transferred exclusively via the running surface (36) of the frog tip (12).
  • the transfer area from the wing rail to the frog tip be controlled in a controlled manner, that is to say stretched, so that an area is formed in which force is transferred both to the wing rail and to the frog tip.
  • This is illustrated purely schematically on the basis of FIGS. 6 to 8.
  • Fig. 6 is also a plan view of a heart (38), for example a switch.
  • the basic structure of the frog (38) corresponds to that of FIG. 1, ie a frog tip (40) is laterally surrounded by wing rails (42) and (44), between which track grooves (46) and (48) are formed. Due to the profile of the wing rails (42) and (44) and the frog tip (40) and their bearings or fastenings to be explained in more detail below, however, the transfer area from the wing rails (42), (44) to the frog tip (40) is pronounced in a controlled manner, namely, it extends between the sectional views AA and CC and is generally provided with the reference symbol (50).
  • the running surface (28) of the wheel (26) lies both on the running surface (52) of the wing rail (42) and on the running surface (54) of the frog tip (40), this lying on not so understand that the force is distributed evenly on the frog tip (40) and wing rail (42). Rather, the force is preferably distributed according to the cross section of the frog tip (40), ie, in the area of the section AA, the force absorption from the frog tip (40) is low, whereas in the area of the section CC there is a maximum introduction of force.
  • the area in which both the wing rail (42) and the frog tip (40) together forms the effective driving surface of the wheel extends at a driving edge distance Y of the frog tip (40) preferably with 20 mm ⁇ Y ⁇ 40 mm.
  • the transfer area (50) and the force transmission increasing from the front free end of the frog tip (40) to the widening end is achieved in that a relative movement in the vertical direction between the frog tip (40) and the attached wing rails (42) and (44) is possible so that the level of the driving surfaces (52) and (54) adjusts itself to the acting vertical force.
  • 9 and 10 in which elements corresponding to FIGS. 6 to 8 are provided with the same reference numerals, it is proposed that the frog tip (40) and the wing rails (42) and (44) are forcibly coupled, e.g. are arranged by hydraulic or pneumatic means (Fig. 9) or on elastically designed supports (Fig. 10), which enable the switch parts to move relative to each other when viewed in the vertical direction.
  • hydraulic units (62), (64) and (66) can be arranged in a ribbed plate (60) and actuated in such a way that the feet (68), (70) and (72) connected to them Wing rails (42) and (44) and the frog tip (40), depending on the force acting in the vertical direction, raise and / or lower the switch parts, so as to achieve a height adjustment of the running surfaces, which ensures that over the in Fig 6, the transfer area provided with the reference number (50), force is applied both to the frog tip (40) and to the wing rail (42) or (44) being driven on.
  • FIG. 10 Another construction can be seen in FIG. 10, in which the feet (68), (70) and (72) are arranged on elastic supports (56), (58) and (59) which automatically lower or raise the wing rail (42) or (44) to the frog tip (40) and vice versa.
  • This also achieves the object according to the invention of providing a pronounced transfer area between the wing rail and the frog tip so that it is not unnecessarily exposed to high wear or damage.
  • FIGS. 9 and 10 are also intended to clarify, the wing rails (42) and (44) with the frog tip (40) are supported against one another via lining pieces (74) and (76) known per se and by means of a bolt (80). , which passes through these and the webs of the wing rails (42) and (44) and the frog tip (40). If the chuck piece (74) and (76) is rigid, play is provided in relation to the walls of the tab chambers and in relation to the bores penetrated by the bolt (80) in order to ensure the relative displaceability in the vertical direction.
  • the wheel link assigned to the running edge of the frog point (40) and running parallel to the running rail can be guided away from the running rail, so that the track groove (46) or (48) between the wing rail (42) or . (44) and frog tip (40) can be chosen to be relatively narrow regardless of fluctuations in the guide surface distance or the flange thickness.
  • 11 to 15 show preferred embodiments of a frog (38) designed according to the invention, in which there is the possibility of moving a frog tip (82) both vertically and horizontally to the associated wing rails (84) and (86) in order to on the one hand to form the transition region (50) explained in FIG. 6 and on the other hand to let the centerpiece tip (82) take over the guiding function for a guided wheel relatively early in order to be able to form the track grooves (88) and (90) relatively narrowly.
  • the running surface (92) of the frog tip (82) lies in the region of its free end below the running surface (94) of the wing rail (86) or (84).
  • an elastic connection takes place in the region of the front free end of the frog tip (82) is indicated both in the area of the free end of the frog tip and at a distance from it by the hatched areas (provided in the rear area with the reference numerals (96) and (98)).
  • this can be moved both vertically and horizontally relative to the wing rails (84) and (86) by the level of the driving surface (94) or (104) Wing rail (84) or (86) to match that of the driving surface (92) of the frog tip (82), and on the other hand the frog tip (82) in the flank area (106) or (108) of the driving surface (92) as a guide surface for the Form the flange of a wheel, not shown.
  • the guide surface begins relatively weakly at the free end of the frog tip (82) in order to become increasingly stronger towards the diverging end, so that the assigned wheel control arm no longer has to take over the management task.
  • the relative mobility of the switch parts to one another is made possible on the one hand by the liner pieces (110) and (112) made of vibrating metal in FIG. 13 or by the rigid liner piece (114) according to FIG. 15, but this to the tab chambers (116) of the frog tip (120) has a game.
  • the lining pieces (110) and (112) consist of preferably vulcanized-in rubber pieces (130) or (132) of angular cross section arranged between steel plates (122) or (124) and (126) or (128).
  • the connecting elements such as bolts, which pass through the lining pieces (110) and (112) and the webs of the wing rails (84) and (86) and the frog tip (82) are guided in bores in the area of the frog tip (82), the diameter of which is greater than that of the connecting elements, so as to achieve the required relative displaceability to one another.
  • 16 and 17 show further particularly noteworthy configurations of frog areas in which a relative displaceability between wing rails and frog tip is possible - both vertically and optionally horizontally.
  • the wing rails (150) and (152) shown in FIG. 16 run on both sides of a frog tip (154).
  • the wing rails (150) and (152) and the frog tip (154) are arranged on a common plate (156), but mechanical decoupling takes place through stops (158) and (166).
  • the wing rails (150) and (152) are delimited by stops (162) and (168).
  • the wing rails (150) and (152) In contrast to the prior art, there is no rigid connection between the wing rails (150) and (152) and the frog tip (154) in order to achieve horizontal and / or vertical displacement. However, the wing rails (150) and (152) remain rigidly connected to one another. For this purpose, the wing rails (150) and (152) are penetrated by a screw element, such as bolt (170), which is tightened against the outer plate chambers by means of chucks and spacers, not specified. In the area of the frog tip (154), the screw element (170) is surrounded by a sleeve (180), which in turn is arranged with play in a bore (182) in the frog tip (154).
  • a screw element such as bolt (170
  • the sleeve (180) is adjoined on both sides by spacer elements (212) and (214), which are conical towards the sleeve (180) and slidably in correspondingly shaped conical recesses (216) in the web walls of the frog tip (154) ) and (218) intervene.
  • the spacer elements are then fitted into lining pieces (176) and (178), which come to rest in the tab chambers (172) and (174) of the wing rails (150) and (152).
  • This construction forms a rigid unit consisting of wing rails (150) and (152), lining pieces (176), (178), spacer elements (212) and (214) and the sleeve (180).
  • the centerpiece tip (154) of this rigid unit is arranged to be movable both horizontally and vertically. This takes place, as mentioned, in that the frog tip (154) to the chucks (176) and (178), to the spacing elements (212) and (214) as well as the sleeve (180) and the stops (158) and (166) with play is arranged.
  • the spacer elements (212) and (214) are not provided with a bevel running in the direction of the frog tip (154), but are cylindrical in shape, the recesses (216) being designed in a corresponding cylindrical manner. and (218) engage, the outer diameter of the spacer elements being matched to the inner diameter of the recesses.
  • the wing rails (150) and (152) can be arranged on elastic bases (190) and (192) in order to allow the rigid unit to move vertically. Due to the selected construction, a relative displaceability between the frog tip (154) and the wing rails (150) and (152) is possible, in order to be able to absorb forces caused by rail vehicles traveling through the frog area, in particular due to the inherent elasticity of the frog tip (154), that a steady, and not a sudden force can take place. For this purpose, the frog tip (154) - regardless of the damping reception of its free end shown in FIGS.
  • the 11, 12 and 18 to 20 - functions as a bending rod clamped at a distance from the free end, with the clamping point, that is the rigid connection to the Wing rails (150) and (152) are selected so that the centerpiece tip deflects by 1 mm at a travel edge distance Y in a range from 25 mm to 30 mm with maximum transverse forces normally occurring during operation.
  • the maximum force normally occurring is understood to mean the force that can be absorbed by the track under normal conditions. With the track systems of the Deutsche BIObahn, a maximum lateral force of 72 x 103 N is assumed.
  • the normal maximum vertical wheel forces are assumed to be 170 x 103N (assuming a wheel load of 112.5 x 103N, to which a dynamic addition of 57.5 x 103N is added).
  • FIG. 17 shows an alternative to the embodiment according to FIG. 16, in which the same reference numerals are used for the same elements.
  • the frog tip (186) forms a rigid unit with the lining pieces (208) and (210).
  • the elements are connected to one another via a screw element (230).
  • the lining pieces (208) and (210) are now arranged with play in the tab chambers (204) and (206) of the wing rails (184) and (188). In order to limit the play, i.e.
  • the spacer elements (226) and (228) partially engage in corresponding recesses (230) and (232) of larger cross-section of the chuck pieces (208) and (210). This ensures not only horizontal but also vertical mobility. If only horizontal displaceability is desired, the cross section of the recesses (230) and (232) is matched to that of the spacer elements (226) and (228), so that guided displaceability is only possible along the axis of the screw element (230).
  • the wing rails (184) and (188) are rigidly connected to one another. This is done in a plane parallel to the sectional view via the wing rails (184) and (188) penetrating screw elements, which in turn is surrounded by elements such as sleeves and linings, which form a rigid unit and against the web walls of the Support wing rails (184) and (188).
  • the screw element with the sleeve surrounding it must then pass through the frog tip (186) with play.
  • FIG. 18 shows a plan view of a further embodiment of a frog area (250) according to the invention with frog tip (252) and added wing rails (254) and (256).
  • the centerpiece tip (252) is at a distance from its free end (258) e.g. 16 and 17 clamped by chucks in order to act as a cantilever arm and thus to enable a controlled transfer area between the wing rail (256) or (258) and the frog tip (252).
  • the clamping point is selected so that in the area of a driving edge distance Y of the frog tip with Y between 20 mm and 30 mm, both the frog tip (252) and the wing rail (254) or (256) traveled form the driving surface for a wheel, not shown.
  • a receptacle 260
  • the wing rails (256) and (254) for example is clamped against the wing rails (254) and (256) by means of chucks (262) and (264), which are penetrated by a bolt (266).
  • the preferably region-shaped front area (264) is received directly by a bush (266) which has the necessary damping and / or support and / or vibration properties for a controlled movement of the frog tip (252).
  • the sleeve (266) itself is held by a receptacle (260).
  • the receptacle (260) which is preferably made of metal, is not in the region of the sleeve (266), which can be hollow-cylindrical or cup-shaped clamped, as the sectional views AA and BB in Fig. 18 and 19 and 20 illustrate.
  • the bushing (266) can dampen the vibrations of the frog tip (252), which are transmitted by an incoming or outgoing train, so that an uncontrolled oscillating movement of the free end (258) does not occur.
  • the sleeve (266) is preferably made of a vibration absorbing material such as e.g. Teflon or Schwingmetall and is chosen in the geometry so that the desired and possibly directed damping, support and spring properties are achieved to the required extent.
  • a vibration absorbing material such as e.g. Teflon or Schwingmetall
  • the inner wall (268) of which lies on the peg-shaped end piece (264) of the frog tip (252) has a corrugated structure. This results in an elasticity which leads to damping.
  • the outer wall can also be structured accordingly, as the area of the sleeve (266) provided with the reference symbol (270) is intended to indicate.
  • the required geometry in particular the one which effects damping, can extend over the entire inner and outer walls.
  • structuring in regions can also be selected if a directed damping or support function is to be effected for the cone-shaped end region (264) of the frog tip (255) to be accommodated. This is the case when the frog tip (252) should preferably only be displaceable vertically or only horizontally to the wing rails (254) and (256).
  • FIGS. 21 to 24 show further embodiments of bushes (272), (274), (276) which are to be emphasized and by means of which a targeted movement direction of the frog tip can optionally be brought about.
  • the bushing (272) shown in FIG. 21 has a cylindrical shape with alternating elevations and depressions (both on the inner wall (278) and on the outer wall (280)) 282), (284) or (286) and (288).
  • the depressions (288) of the inner wall (278) are provided at the locations in which the elevations (282) of the outer wall (280) are present and vice versa.
  • the wall shows a wave structure running in the axial direction.
  • the bushing (274) shown in FIG. 23 enables a vertical deflection of a frog tip, not shown.
  • the inner wall (290) of the sleeve (274) has, in the exemplary embodiment, alternating elevations and depressions in the area of the Y-axis, the depressions (292) following an elliptical shape section with a vertically extending longitudinal axis, whereas, like projections (294), a circular section limit.
  • the outer wall (304) has areas with elevations (296), which in cross section form a circular shape, which — but not necessarily — are associated with adjacent depressions (298) corresponding to an elliptical shape section.
  • the longitudinal axis of the imaginary ellipse runs horizontally.
  • the bushing (276) is also structured by alternating elevations and depressions on both the inner and the outer wall, but the depressions (300) of the outer wall and thus the projections (302) on the inner wall have approximately a square shape, the rounded edges of which lie on the X and Y axes.
  • the centerpiece tip lies firmly against the side center of the sleeve wall. In the X and Y directions, some free space and thus vibration or damping is possible.

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Abstract

Es wird ein Herzstück (38) für Weichen oder Kreuzungen vorgeschlagen, bei der die Herzstückspitze (40) und/oder die zugeordneten Flügelschienen (42, 44) vertikal bewegbar sind, um einen ausgeprägten Übergabebereich (50) für die Lauffläche eines Rades zwischen Flügelschiene (42) und Herzstückspitze (40) zu erzielen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Herzstück für Weichen oder Kreuzungen mit zwei Flügelschienen und einer zwischen diesen angeordneten Herzstückspitze, die mit den Flügelschienen spitzwinklig zueinander verlaufende Spurrillen zur Führung eines Spurkranzes eines Rades bildet, wobei ein Übergabebereich, in dem die Herzstückspitze relativ zu den Flügelschienen und senkrecht zu der Lauffläche bewegbar ist dadurch erzielbar ist, daß die Lauffläche des Rades gleichzeitig sowohl auf der Fahrfläche der Herzstückspitze als auch auf der einer der Flügelschienen abgestützt ist.
  • Aus der DE-A-28 07 896 ist ein starres Herzstück mit beweglich ausgebildeten Flügelschienen bekannt, um für das geradlinig verlaufende Rad die an und für sich normalerweise vorhandenen Spurrillen zu vermeiden, wodurch die Weiche bzw. die Kreuzung mit höherer Geschwindigkeit bei größerem Fahrkomfort befahren werden soll. Der Übergang zwischen Flügelschiene und Herzstückspitze ist unter Beibehaltung üblicher Konstruktionen ausgeführt, d.h., daß grundsätzlich nur die Flügelschiene oder nur die Herzstückspitze die vertikalen von dem Rad zu übertragenden Kräfte aufnimmt und sich grundsätzlich nur ein allein durch die Flächenpressung und die damit verbundenen Verformungen ergebender Übergangsbereich ausbildet, der weiterhin zu einer starken Belastung der Flügelschiene und der dadurch sich ergebenden Abnutzung führt. Um einen stoßartigen Übergang zwischen Flügelschiene und Herstückspitze zu vermeiden, soll nach der DE-B-10 85 552 die Herzstückspitze als Kragarm ausgebildet werden, ohne daß jedoch Vorschläge für einen kontrollierten Übergabebereich vorliegen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es im wesentlichen, die Abnutzung der Herzstückspitze im Übergangsbereich von der Flügelschiene zu der Herzstückspitze durch Vermeidung von stoß­artigen Übergängen zu vermeiden, wobei eine Selbstregulierung des Überganges in Abhängigkeit von der einwirkenden Kraft dahingehend erfolgen soll, daß die Elastizität der Herzstück­spitze nicht zu unerwünschten und unkontrollierten Belastungen des das Herzstück befahrenden Rades führt. Dabei soll auch mit konstruktiv einfachen Mitteln eine kontrollierte Ausbildung des Übergangsberichs ermöglicht werden.
  • Die Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Übergabebereich kontrolliert ausgeprägt ist, indem im Bereich eines Fahrkantenabstandes Y der Herzstückspitze mit 20 mm < Y < 30 mm sowohl die Herzstückspitze als auch die Flügelschiene die Fahrfläche des Rades bildet. Vorzugsweise ist die Herzstückspitze zur Erzielung einer Biegestabfunktion im Abstand zum freien Ende derart festgelegt, daß bei einem Fahrkantenabstand Z mit 23 mm < Z < 27 mm, vorzugsweise Z = 25 mm bei einer im Betrieb normalerweise auftretenden maximalen vertikalen Radkraft eine Auslenkung der Herzstück­spitze von 1 mm erfolgt.
  • Erfindungsgemäß wird demzufolge der Bereich, in dem das Rad von der Flügelschiene auf die Herzstückspitze übergeht, kontrolliert ausgedehnt, so daß weder eine quasi punktförmige oder in einem sehr engen Bereich erfolgende plötzliche Kraftübertragung von der Flügelschiene auf die Herzstückspitze noch unkontrollierte Kraftübertragungen von der Herzstückspitze in das Rad erfolgen. Hierdurch werden erhöhte Verschleiß­erscheinungen und Beschädigungen ausgeschlossen. Dabei ist es nicht erforderlich, daß im Übergangsbereich die Herzstückspitze und die Flügelschienen mit gleichen vertikal gerichteten Kräften beaufschlagt werden, vielmehr ist eine Kraftverteilung im gewünschten Umfang möglich, die unter anderem auch von der elastischen Lagerung oder Ausbildung der Weichenteile abhängig sein kann.
  • So kann in Ausgestaltung der Erfindung die Relativbewegung zwischen Herzstückspitze und Flügelschienen, wodurch der Übergangsbereich kontrolliert ausgeprägt wird, dadurch ermöglicht werden, daß die Flügelschienen und/oder die Herzstückspitze auf einer elastisch ausgebildeten Unterlage angeordnet sind. Dabei kann in den Bereichen der einzelnen Weichenteile die Elastizität der Unterlage unterschiedlich ausgebildet sein, um ein kontrolliertes Ausweichen und auf diese Weise eine gezielte Kraftverteilung zu erreichen.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, die Flügelschienen und die Herzstückspitze zu deren Verschiebbarkeit senkrecht zur Lauf­fläche zwangszukoppeln. Dies kann z.B. mittels pneumatischer und hydraulischer Mittel erfolgen. Ein solcher Lösungsvorschlag ist bevorzugt, wenn die Relativbewegung zwischen den Weichenteilen besonders kontrolliert vorgenommen werden soll.
  • Durch die erfindungsgemäße Lehre ergibt sich der weitere Vorteil, daß durch die Relativbewegung sich die Flügelschienen und die Herzstückspitze über einen längeren Bereich der Geometrie des Rades angleichen können, wodurch insbesondere eine Schonung der Herzstückspitze erfolgt.
  • Die Elastizität, genauer gesagt die relative Verschiebbarkeit zwischen Herzstückspitze und Flügelschiene kann in Richtung zum freien Ende der Herzstückspitze hin zunehmen, um so nur geringe Kräfte im "schwachen" Bereich der Herzstückspitze und hohe Kräfte in den Bereichen der Herzstückspitze aufzunehmen, in dem der Schienenquerschnitt zunimmt, da die Herzstückspitze in ihrem vorderen Bereich nach unten "ausweichen" kann.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Herzstückspitze mit den Flügelschienen über Futterstücke verbunden sind, die ihrerseits jedoch die Beweglichkeit der Schienenteile zueinander ermöglicht. Dabei können die Futter­stücke mit Spiel die Herzstückspitze mit den Flügelschienen verbinden, wobei die Futterstücke selbst aus Metall bestehen. In Ausgestaltung können die Futterstücke aus Schwingmetall bestehen, d.h., zwischen zwei Stahlplatten sind einvulkanisierte Gummistücke, die die erforderliche Elastizität ermöglichen, angeordnet, wobei die Verbindung zwischen den Flügelschienen und der Herzstückspitze über Bolzen erfolgt, die mit Spiel zumindest durch die Herzstückspitze geführt sind.
  • Auch besteht die Möglichkeit, daß die Herzstückspitze parallel zur Lauffläche elastisch verschiebbar ist. Dabei ist insbesondere die Herzstückspitze als Kragarm derart ausgebildet, daß die Herzstückspitze als Biegestab wirkt, der eingespannt ist, daß die Herzstückspitze bei einem Fahrkantenabstand Y₂ mit 25 mm < Y₂ < 30 mm bei im Betrieb normalerweise auftretenden maximalen Querkräften eine Auslenkung von 1 mm erfährt. Die horizontale Verschiebbarkeit mit den in bezug auf den Fahrkantenabstand vorgegebenen Nebenbedingungen stellt dabei einen eigenerfinderischen Gedanken dar, der es ermöglicht, daß die Herzstückspitze -betrachtet von seinem freien Ende her­relativ früh die seitliche Führung eines Rades übernehmen kann, so daß die Spurrille möglichst klein gewählt werden kann, also der für die Fahrspur erforderliche Radlenker relativ früh von der Fahrschiene zur Flügelschiene hin weggebogen werden kann. Dabei muß die Elastizität in horizontaler Richtung der Herzstückspitze so ausgebildet sein, daß sie von dem freien Ende der Herzstückspitze her abnimmt, d.h., daß die Führungsfunktion von der Spitze her zunimmt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Spurrille sehr schmal gewählt werden kann, ohne daß besonders auf Schwankungen im Leitkreisabstand oder der Spurkranzdicke geachtet werden muß.
  • Zu der relativen Verschiebbarkeit oder Auslenkung in horizontaler und/oder vertikaler Richtung sei noch erwähnt, daß diese Konstruktion nicht mit einer beweglichen Herzstückspitze zu verwechseln ist. Vielmehr bezieht sich die Erfindung auf eine starre Herzstückspitze im eigentlichen Sinne.
  • Ein weiteres hervorzuhebendes eigenständiges Merkmal der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das vorzugsweise als Zapfen ausgebildete freie Ende der Herzstückspitze von einer Büchse aufgenommen ist, die ihrerseits von einem zwischen den Flügelschienen eingespannten Futterstück gehalten ist. Dabei soll die hohlzylinder- oder topffömig ausgebildete Büchse gegebenen­falls gerichtete Dämpfungs- und/oder Stütz- und/oder Federeigen­schaften aufweisen. Als Material eignet sich beispielsweise Teflon oder Schwingmetall, wobei bei einer hohlzylindrigen Form durch z.B. eine Wellenstruktur die erforderlichen Eigenschaften sichergestellt sind. Eine entsprechende Aufnahme ist erforderlich, damit die Herzstückspitze in einer Vorzugsrichtung relativ zu den Flügelschienen verschiebbar ist, wobei die Rückstellkräfte so dämpfbar sind, daß unerwünscht Krafteintragungen in die den Übergangsbereich durchfahrenden Räder unterbleibt. Die Vorzugsrichtung für die Dämpfungs-, Stütz- und Federeigen­schaften kann z.B. dadurch erzielt werden, daß die Struktur der Hülse nur in einer bestimmten Richtung eine Dämpfung bewirkt, wohingegen in anderen Bereichen die Hülse als starres Lager, also als feste Aufnahme dient.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Draufsicht eines Herzstückes mit starrer Herzstück­spitze nach dem Stand der Technik,
    • Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in Fig. 1,
    • Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in Fig. 1,
    • Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C in Fig. 1,
    • Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes aus der Fig. 3,
    • Fig. 6 eine Draufsicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Herzstückes,
    • Fig. 7 eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in Fig. 6,
    • Fig. 8 eine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C in Fig. 6,
    • Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines Herzstückes im Schnitt,
    • Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Herzstückes im Schnitt,
    • Fig. 11 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Herstückes,
    • Fig. 12 eine Seitenansicht des Herzstückes nach Fig. 11,
    • Fig. 13 eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in Fig. 11,
    • Fig. 14 eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in Fig. 11,
    • Fig. 15 eine alternative Lösung zu Fig. 13,
    • Fig. 16 eine Schnittdarstellung eines Herzstückes mit horizontaler und/oder vertikaler Beweglichkeit zwischen Flügel­schienen und Herzstückspitze,
    • Fig. 17 eine weitere Ausgestaltung einer Herzstückspitze mit horizontaler und/oder vertikaler Beweglichkeit zwischen Flügelschienen und Herzstückspitze,
    • Fig. 18 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Herzstückbereiches,
    • Fig. 19 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 18,
    • Fig. 20 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 18 und
    • Fig. 21 - 24 Aufnahmebüchsen für die freien Enden von Herzstückspitzen.
  • In Fig. 1 ist in rein schematischer Darstellung und in Draufsicht ein Herzstück (10) einer Weiche oder einer Kreuzung dargestellt, das im wesentlichen aus einer zwischen zwei Flügelschienen (14) und (16) angeordneten Herzstückspitze (12) besteht, die sich von ihrem vorderen freien Ende (18) zu ihren Enden hin erweitert. Die Herzstückspitze (12) bildet mit den Flügelschienen (14) und (16) zwei spitzwinklig zueinander verlaufende Spurrillen (20) und (22) zur Aufnahme eines Spurkranzes (24) eines Rades (26). Die Flügelschienen (14) und (16) sind die sich von nicht dargestellten Zungen her fortsetzenden Schienensträngen, die im Herzstückbereich abgeknickt sind. Die von den Weichenenden her sich fortsetzen­den Stränge gehen in die Herzstückspitze (12) über.
  • Die in den Flügelschienen (14) und (16) und in der Herzstück­spitze (12) stark ausgezeichneten Abschnitte sollen die Bereiche kennzeichnen, in denen über die Lauffläche (28) des Rades (26) eine vertikale Kraftabtragung erfolgt. Man erkennt, daß im Schnitt B-B (Fig. 3) eine Kraftabtragung sowohl über die Flügelschiene (14) als auch über die Herzstückspitze (12) erfolgt. Genau genommen ist dieser Übergangsbereich nicht punktförmig, sondern geringfügig flächig ausgebildet, da die Laufflächen der Flügelschiene (14) bzw. Herzstückspitze (12) durch Flächenpressung verformt werden. Dies ist in der Fig. 5 durch die schraffierten Bereiche (30) und (32) angedeutet, die sich sowohl in der Lauffläche (28) des Rades (26) als auch in den Fahrflächen (34) und (36) der Flügelschiene (14) bzw. der Herzstückspitze (12) ausbilden.
  • Im Bereich des Schnittes A-A erfolgt dagegen eine ausschließliche vertikale Kraftabtragung über die Fahrfläche (34) der Flügel­schiene (14), wohingegen zu der Fahrfläche (36) der Herzstück­spitze (12) ein Abstand besteht.
  • Im Bereich des Schnittes C-C (Fig. 4) hat sich die Lauffläche (28) von der Flügelschiene (14) gelöst und eine Kraftabtragung erfolgt ausschließlich über die Fahrfläche (36) der Herzstück­spitze (12).
  • Durch diese Konstruktion bedingt erfolgt eine abrupte, stoßartig zu bezeichnende Kraftverlagerung von der Flügelschiene (14) auf die Herzstückspitze (12) bzw. in anderer Fahrtrichtung von der Flügelschiene (16) auf die Herzstückspitze (12). Dies bedingt eine starke Belastung der Herzstückspitze (12), so daß sie einem hohen Verschleiß und starken Beschädigungen ausgesetzt ist.
  • Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, daß der Übergabe­bereich von der Flügelschiene zu der Herzstückspitze kontrolliert ausgeprägt, also gestreckt wird, so daß sich ein Bereich ausbildet, in dem eine Kraftabtragung sowohl auf die Flügel­schiene als auch auf die Herzstückspitze erfolgt. Dies ist rein schematisch anhand der Fig. 6 bis 8 verdeutlicht.
  • Fig. 6 ist ebenfalls eine Draufsicht eines Herzstücks (38) z.B. einer Weiche dargestellt. Der prinzipielle Aufbau des Herzstücks (38) entspricht dem der Fig. 1, d.h., eine Herzstückspitze (40) wird seitlich von Flügelschienen (42) und (44) umgeben, zwischen denen Spurrillen (46) und (48) ausgebildet sind. Durch das Profil der Flügelschienen (42) und (44) und der Herzstück­spitze (40) und deren nachstehend näher zu erläuternden Lagerungen bzw. Befestigungen ist jedoch der Übergabebereich von den Flügelschienen (42), (44) zur Herzstückspitze (40) kontrolliert ausgeprägt, und zwar erstreckt er sich zwischen den Schnittdarstellungen A-A und C-C und ist allgemein mit dem Bezugszeichen (50) versehen. In diesem Übergabebereich (50) liegt die Lauffläche (28) des Rades (26) sowohl auf der Fahrfläche (52) der Flügelschiene (42) als auch auf der Fahrfläche (54) der Herzstückspitze (40) an, wobei dieses Aufliegen nicht so zu verstehen ist, daß die Kraftverteilung gleichmäßig auf Herzstückspitze (40) und Flügelschiene (42) erfolgt. Vielmehr erfolgt eine Kraftaufteilung vorzugsweise entsprechend dem Querschnitt der Herzstückspitze (40), d.h., im Bereich des Schnittes A-A ist die Kraftaufnahme von der Herzstückspitze (40) gering, wohingegen im Bereich des Schnittes C-C eine maximale Krafteinführung vorliegt. Der Bereich, in dem sowohl die Flügelschiene (42) als auch die Herzstückspitze (40) gemeinsam die wirksame Fahrfläche des Rades bildet, erstreckt sich bei einem Fahrkantenabstand Y der Herzstückspitze (40) vorzugsweise mit 20 mm ≦ Y ≦ 40 mm.
  • Erreicht wird der Übergabebereich (50) und die vom vorderen freien Ende der Herzstückspitze (40) zu dem sich erweiternden Ende zunehmende Kraftübertragung dadurch, daß zwischen der Herzstückspitze (40) und den beigeführten Flügelschienen (42) und (44) in vertikaler Richtung eine Relativbewegung möglich ist, so daß sich das Niveau der Fahrflächen (52) und (54) auf die einwirkende vertikale Kraft grundsätzlich selbständig einstellt. Hierzu wird anhand der Fig. 9 und 10, in denen den Fig. 6 bis 8 entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, vorgeschlagen, daß die Herzstückspitze (40) und die Flügelschienen (42) und (44) zwangsgekoppelt sind, z.B. durch hydraulische oder pneumatische Mittel (Fig. 9) oder auf elastisch ausgebildeten Unterlagen (Fig. 10) angeordnet sind, die ermöglichen, daß sich die Weichenteile in vertikaler Richtung betrachtet relativ zueinander verschieben können.
  • Nach Fig. 9 können in einer Rippenplatte (60) nicht näher beschriebene Hydraulikeinheiten (62), (64) und (66) angeordnet und derart betätigt werden, daß die mit diesen verbundenen Füße (68), (70) und (72) der Flügelschienen (42) und (44) und der Herzstückspitze (40) in Abhängigkeit von der einwirkenden Kraft in vertikaler Richtung ein Anheben und/oder Absenken der Weichenteile erfolgt, um so eine Höhenverstellung der Fahrflächen zu erzielen, die gewährleistet, daß über den in Fig. 6 mit dem Bezugszeichen (50) versehenen Übergabebereich eine Kraftein­leitung sowohl auf die Herzstückspitze (40) als auch auf die befahrene Flügelschiene (42) bzw. (44) erfolgt.
  • Eine andere Konstruktion ist der Fig. 10 zu entnehmen, bei der die Füße (68), (70) und (72) auf elastischen Auflagen (56), (58) und (59) angeordnet sind, die ein selbstätiges Absenken bzw. Anheben der Flügelschiene (42) bzw. (44) zu der Herzstückspitze (40) und umgekehrt gewährleistet. Auch hiermit wird erfindungs­gemäß die Aufgabe gelöst, einen ausgeprägten Übergabebereich zwischen der Flügelschiene und der Herzstückspitze zur Verfügung zu stellen, damit diese nicht unnötigerweise einem hohen Verschleiß oder einer Beschädigung ausgesetzt ist.
  • Wie die Fig. 9 und 10 auch verdeutlichen sollen, sind die Flügelschienen (42) und (44) mit der Herzstückspitze (40) über an und für sich bekannte Futterstücke (74) und (76) gegenein­ander abgestützt und mittels eines Bolzen (80), der diese und die Stege der Flügelschienen (42) und (44) und der Herzstück­spitze (40) durchsetzt, verbunden. Dabei ist bei starr ausgebildetem Futterstück (74) und (76) ein Spiel zu den Wandungen der Laschenkammern und in bezug auf die von dem Bolzen (80) durchsetzten Bohrungen vorgesehen, um die relative Verschiebbarkeit in vertikaler Richtung zu gewährleisten.
  • Alternativ besteht die Möglichkeit, durch die Ausbildung der Futterstücke (74) und (76) bzw. deren Anordnung und/oder durch das Material der Herzstückspitze (40) selbst in horizontaler Richtung eine elastische Auslenkung zu ermöglichen, durch die eine seitliche Führung des Rades (26) relativ vorne im Bereich der Herzstückspitze (40) erfolgen kann. Das bedeutet, daß im Vergleich zum Stand der Technik der der Fahrkante der Herzstückspitze (40) zugeordnete parallel zur Fahrschiene verlaufende Radlenker von der Fahrschiene weggeführt werden kann, so daß hierdurch die Spurrille (46) bzw. (48) zwischen Flügelschiene (42) bzw. (44) und Herzstückspitze (40) ungeachtet von Schwankungen in dem Leitflächenabstand bzw. der Spur­kranzdicke relativ schmal gewählt werden kann. Dies ist nach dem Stand der Technik nicht möglich, da erwähntermaßen der der Fahrschiene zugeordnete Radlenker über einen relativ langen Bereich die Führungsfunktion übernimmt, so daß unter Berück­sichtigung der Schwankung in z.B. dem Leitflächenabstand oder der Spurkranzdicke die Spurrille breit ausgebildet sein muß.
  • Anhand der Fig. 11 bis 15 sind bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Herzstückes (38) dargestellt, in dem die Möglichkeit besteht, eine Herzstückspitze (82) sowohl vertikal als auch horizontal zu den zugeordneten Flügelschienen (84) und (86) zu bewegen, um zu einen den in Fig. 6 erläuterten Übergangsbereich (50) auszubilden und zum anderen von der Herzstückspitze (82) relativ früh die Führungsfunktion für ein entlanggeführtes Rad übernehmen zu lassen, um die Spurrillen (88) und (90) relativ schmal ausbilden zu können.
  • Man erkennt anhand der Fig. 12, daß die Lauffläche (92) der Herzstückspitze (82) im Bereich ihres freien Endes unterhalb der Lauffläche (94) der Flügelschiene (86) bzw. (84) liegt. Um nun eine relative Bewegung zwischen den Flügelschienen (84) und (86) und der Herzstückspitze (82) zu erreichen, damit die zuvor erwähnten Aufgaben gelöst werden können, erfolgt im Bereich des vorderen freien Endes der Herzstückspitze (82) eine elastische Verbindung, die sowohl im Bereich des freien Endes der Herz­stückspitze als auch im Abstand hierzu durch die schraffierten Bereiche angedeutet ist (im hinteren Bereich mit den Bezugs­zeichen (96) und (98) versehen). Im hinteren auseinanderlaufen­den Bereich erfolgt eine starre Verbindung zwischen den Weichenteilen vorzugsweise über aus Metall bestehende Futterstücke (100) und (102). In diesem Bereich, der auch an­hand der Schnittdarstellung B-B in Fig. 14 verdeutlicht werden soll, ist eine Relativbewegung zwischen den Flügelschienen (84) und (86) und der aufgenommenen Herzstückspitze (82) nicht möglich. Im Gegensatz dazu kann aufgrund der elastischen Verbindung im vorderen Bereich der Herzstückspitze (82) diese relativ zu den Flügelschienen (84) und (86) sowohl vertikal als auch horizontal verschoben werden, um das Niveau der Fahr­fläche (94) bzw. (104) der Flügelschiene (84) bzw. (86) auf das der Fahrfläche (92) der Herzstückspitze (82) anzugleichen, und zum anderen die Herzstückspitze (82) im Flankenbereich (106) bzw. (108) der Fahrfläche (92) als Führungsfläche für den Spurkranz eines nicht dargestellten Rades auszubilden. Dabei beginnt die Führungsfläche am freien Ende der Herzstückspitze (82) relativ schwach, um zum auseinanderlaufenden Ende hin immer stärker zu werden, so daß der zugeordnete Radlenker die Führungsaufgabe nicht mehr übernehmen muß.
  • Die relative Beweglichkeit der Weichenteile zueinander wird zum einen durch die in Fig. 13 aus Schwingmetall bestehenden Futterstücke (110) und (112) oder durch das starre Futterstück (114) nach Fig. 15 ermöglicht, das jedoch zu den Laschen­kammern (116) der Herzstückspitze (120) ein Spiel aufweist. Die Futterstücke (110) und (112) bestehen aus zwischen Stahlplatten (122) bzw. (124) und (126) bzw. (128) angeordnete vorzugsweise einvulkanisierte Gummistücke (130) bzw. (132) von eckigem Querschnitt. Die die Futterstücke (110) und (112) und die Stege der Flügelschienen (84) und (86) und der Herzstückspitze (82) durchsetzenden Verbindungselementen wie Bolzen sind dabei besonders im Bereich der Herzstückspitze (82) in Bohrungen geführt, deren Durchmesser größer als die der Verbindungs­elemente sind, um so die erforderliche relative Verschiebbarkeit zueinander zu erzielen.
  • Den Fig. 16 und 17 sind weitere besonders hervorzuhebende Ausgestaltungen von Herzstückbereichen zu entnehmen, in denen eine relative Verschiebbarkeit zwischen Flügelschienen und Herzstückspitze -sowohl vertikal als auch gegebenenfalls horizontal- möglich ist.
  • Die in Fig. 16 dargestellten Flügelschienen (150) und (152) verlaufen zu beiden Seiten einer Herzstückspitze (154). Die Flügelschienen (150) und (152) und die Herzstückspitze (154) sind auf einer gemeinsamen Platte (156) angeordnet, wobei jedoch durch Anschläge (158) und (166) eine mechanische Entkopplung erfolgt. Außenseitig werden die Flügelschienen (150) und (152) von Anschlägen (162) und (168) begrenzt.
  • Abweichend von dem Stand der Technik erfolgt zwischen den Flügelschienen (150) und (152) und der Herzstückspitze (154) keine starre Verbindung, um eine horizontale und/oder eine vertikale Verschiebbarkeit zu erreichen. Dabei bleiben jedoch die Flügelschienen (150) und (152) starr miteinander verbunden. Hierzu werden die Flügelschienen (150) und (152) von einem Schraubelement wie Bolzen (170) durchsetzt, der über nicht näher bezeichnete Futterstücke und Distanzscheiben gegen die äußeren Laschenkammern festgezogen wird. Im Bereich der Herzstückspitze (154) wird das Schraubelement (170) von einer Hülse (180) umgeben, die ihrerseits in einer Bohrung (182) der Herzstück­spitze (154) mit Spiel angeordnet ist. An die Hülse (180) schließen sich zu beiden Seiten Abstandselemente (212) und (214) an, die zu der Hülse (180) hin konisch ausgebildet sind und verschiebbar in entsprechend ausgebildeten konusförmigen in den Stegwandungen der Herzstückspitze (154) vorhandenen Aus­sparungen (216) und (218) eingreifen. Die Abstandselemente sind sodann in Futterstücke (176) und (178) eingepaßt, die in den Laschenkammern (172) und (174) der Flügelschienen (150) und (152) zum Anliegen kommen.
  • Durch diese Konstruktion wird eine starre Einheit bestehend aus Flügelschienen (150) und (152), Futterstücken (176), (178), Abstandselementen (212) und (214) sowie der Hülse (180) gebildet. Zu dieser starren Einheit ist die Herzstückspitze (154) sowohl horizontal als auch vertikal beweglich angeordnet. Dies erfolgt erwähntermaßen dadurch, daß die Herzstückspitze (154) zu den Futterstücken (176) und (178), zu den Abstandselementen (212) und (214) sowie der Hülse (180) und den Anschlägen (158) und (166) mit Spiel angeordnet ist.
  • Sofern nur eine horizontale Verschiebbarkeit gewünscht wird, werden die Abstandselemente (212) und (214) nicht mit einer in Richtung der Herzstückspitze (154) verlaufenden Abschrägung versehen, sondern sind zylinderförmig ausgebildet, die in entsprechend zylinderförmig ausgebildeten Aussparungen (216) und (218) eingreifen, wobei der Außendurchmesser der Abstandselemente dem Innendurchmesser der Aussparungen angepaßt werden.
  • Ergänzend können die Flügelschienen (150) und (152) auf elastischen Unterlagen (190) und (192) angeordnet werden, um so zusätzlich eine vertikale Beweglichkeit der starren Einheit zu ermöglichen. Durch die gewählte Konstruktion ist eine relative Verschiebbarkeit zwischen der Herzstückspitze (154) und den Flügelschienen (150) und (152) möglich, um so insbesondere aufgrund der Eigenelastizität der Herzstückspitze (154) von den Herzstückbereich befahrenden Schienenfahrzeugen hervorgerufenen Kräfte so aufnehmen zu können, daß eine stetige, und nicht eine stoßartige Krafteinwirkung erfolgen kann. Hierzu übt die Herzstückspitze (154) -ungeachtet der in der Fig. 11, 12 und 18 bis 20 dargestellten dämpfenden Aufnahme ihres freien Endes- die Funktion eines im Abstand zum freien Ende eingespannten Biegestabes aus, wobei die Einspannstelle, also die starre Verbindung zu den Flügelschienen (150) und (152) so gewählt ist, daß sich die Herzstückspitze bei einem Fahrkantenabstand Y in einem Bereich von 25 mm bis 30 mm bei im Betrieb normaler­weise auftretenden maximalen Querkräften um 1 mm auslenkt. Gleiches gilt bezüglich der vertikalen Auslenkung. Dabei wird unter normalerweise auftretender maximaler Krafteinwirkung die Kraft verstanden, die von dem Gleis unter Normalbedingungen maximal aufzunehmen sind. Bei den Gleisanlagen der Deutschen Bundesbahn geht man hierbei von einer maximalen Querkraft von 72 x 10³ N aus. Bei den normalerweise maximal auftretenden vertikalen Radkräften nimmt man einen Wert von 170 x 10³N an (unter der Annahme einer Radlast von 112,5 x 10³N, zu dem ein dynamischer Zuschlag von 57,5 x 10³N addiert wird).
  • Ergänzend ist zu der Ausführungsform nach Fig. 10 zu bemerken, daß in parallel zu der Schnittdarstellung verlaufenden Ebenen zusätzliche Verbindungen zwischen den Futterstücken (176) und (178) und den Flügelschienen (152) und (150) über Schraub­elemente erfolgen, um so die gewünschte Stabilität zu gewähr­leisten.
  • In Fig. 17 ist eine Alternative zu der Ausführungsform nach Fig. 16 dargestellt, in der für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen Verwendung finden. Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 16 bildet in Fig. 17 die Herzstück­spitze (186) mit den Futterstücken (208) und (210) eine starre Einheit. Hierzu sind die Elemente über ein Schraubelement (230) miteinander verbunden. Die Futterstücke (208) und (210) sind nun mit Spiel in den Laschenkammern (204) und (206) der Flügelschienen (184) und (188) angeordnet. Um das Spiel, also die Beweglichkeit der starren Einheit Herzstückspitze (186) und Futterstücke (208) und (210) zu begrenzen, dienen nicht nur die im Kopf- und Fußbereich benachbarten Flächen, sondern auch von den Stegen (222) und (224) ausgehende Abstandselemente (226) und (228), die quaderförmig ausgebildet sind. Die Abstandselemente (226) und (228) greifen teilweise in ent­sprechende Aussparungen (230) und (232) größeren Querschnitts der Futterstücke (208) und (210) ein. Hierdurch ist nicht nur eine horizontale, sondern auch eine vertikale Beweglichkeit gewährleistet. Sofern nur eine horizontale Verschiebbarkeit gewünscht wird, ist der Querschnitt der Aussparung (230) und (232) dem der Abstandselemente (226) und (228) angepaßt, so daß eine geführte Verschiebbarkeit ausschließlich entlang der Achse des Schraubelementes (230) möglich ist.
  • Selbstverständlich sind die Flügelschienen (184) und (188) untereinander starr verbunden. Dies erfolgt in einer parallel zu der Schnittdarstellung erfolgenden Ebene über die Flügelschienen (184) und (188) durchsetzende Schraubelemente, die ihrerseits von Elementen wie Hülsen und Futterstücken umgeben ist, die eine starre Einheit bilden und sich gegen die Stegwandungen der Flügelschienen (184) und (188) abstützen. Selbstverständlich muß das Schraubelement mit der dieses umgebenden Hülse dann mit Spiel die Herzstückspitze (186) durchsetzen.
  • In Fig. 18 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herzstücksbereichs (250) mit Herzstück­spitze (252) und beigeführten Flügelschienen (254) und (256) dargestellt. Die Herzstückspitze (252) ist im Abstand zu ihrem freien Ende (258) z.B. durch Futterstücke gemäß der Fig. 16 und 17 eingespannt, um als Kragarm zu wirken und so einen kontrolliert ausgebildeten Übergabebereich zwischen der Flügelschiene (256) bzw. (258) und der Herzstückspitze (252) zu ermöglichen. Dabei ist die Einspannstelle so gewählt, daß im Bereich eines Fahrkantenabstandes Y der Herzstückspitze mit Y zwischen 20 mm und 30 mm sowohl die Herzstückspitze (252) als auch die befahrene Flügelschiene (254) oder (256) die Fahrfläche für ein nicht dargestelltes Rad bilden. Um auszuschließen, daß die Herzstückspitze (252) in ihrem freien Ende (258), der in bezug auf die Fahrfläche zur Befestigung hin versetzt verläuft, nicht zu unkontrollierten Schwingungen und damit zu Stößen auf das Rad führt, ist - wie bereits durch die Fig. 11 und 12 dargestellt - das freie Ende (258) von einer Aufnahme (260) gehalten, die ihrerseits mit den Flügelschienen (256) und (254) z.B. über Futterstücke (262) und (264), die insgesamt von einem Bolzen (266) durchsetzt sind, gegen die Flügelschienen (254) und (256) festgespannt ist. Dies ergibt die Schnittdarstellung B-B nach Fig. 20.
  • Der vorzugsweise zapfenförmig ausgebildetem vorderen Bereich (264) wird unmittelbar von einer Büchse (266) aufgenommen, die für eine kontrollierte Bewegung der Herzstückspitze (252) die erforderlichen Dämpfungs- und/oder Stütz- und/oder Schwingungs­eigenschaften aufweist. Die Büchse (266) selbst wird von einer Aufnahme (260) gehalten. Im Bereich der Büchse (266), die hohlzylinder- oder topfförmig ausgebildet sein kann, ist die vorzugsweise aus Metall bestehende Aufnahme (260) nicht eingespannt, wie die Schnittdarstellungen A-A und B-B in Fig. 18 bzw. 19 und 20 verdeutlichen. Hierdurch bedingt kann die Büchse (266) die Schwingungen der Herzstückspitze (252), die durch einen einfahrenden bzw. ausfahrenden Zug übertragen werden, gedämpft werden, so daß eine unkontrollierte Schwing­bewegung des freien Endes (258) unterbleibt.
  • Die Büchse (266) besteht vorzugsweise aus einem schwingungs­absorbierendem Material wie z.B. Teflon oder Schwingmetall und ist in der Geometrie so gewählt, daß im erforderlichen Umfang die gewünschten und ggf. gerichteten Dämpfungs-, Stütz- und Federeigenschaften erzielt werden. Hierzu besteht die Möglichkeit, daß z.B. bei einer Teflonbüchse deren Innen­wandung (268), die auf dem zapfenförmigen Endstück (264) der Herzstückspitze (252) anliegt, eine Wellenstruktur aufweist, Hierdurch bedingt ist eine Elastizität gegeben, die zu einer Dämpfung führt. Entsprechend kann gegebenenfalls auch die Außenwandung strukturiert sein, wie der mit dem Bezugszeichen (270) versehene Bereich der Büchse (266) andeuten soll. Selbstverständlich kann die erforderliche insbesondere die Dämpfung bewirkende Geometrie über die gesamte Innen- und Außenwandung verlaufen. Aber auch eine bereichsweise Strukturierung kann dann gewählt werden, wenn eine gerichtete Dämpfungs- bzw. Stützfunktion für den aufzunehmenden zapfenförmigen Endbereich (264) der Herzstückspitze (255) bewirkt werden soll. Dies ist dann der Fall, wenn die Herzstückspitze (252) bevorzugt nur vertikal oder nur horizontal zu den Flügelschienen (254) und (256) verschiebbar sein soll.
  • Den Fig. 21 bis 24 sind weitere hervorzuhebende Ausführungs­formen von Büchsen (272), (274), (276) zu entnehmen, durch die gegebenenfalls eine gezielte Bewegungsrichtung der Herzstück­spitze bewirkt werden kann.
  • Um eine allseitig gleichgerichtete Dämpfungs- und Stützfunktion für die Herzstückspitze zu erzielen, weist die in Fig. 21 dargestellte Büchse (272) eine Zylinderform mit sowohl an der Innenwandung (278) als auch an der Außenwandung (280) vorhandenen einander abwechselnden Erhebungen und Vertie­fungen (282), (284) bzw. (286) und (288) auf. Dabei sind die Vertiefungen (288) der Innenwandung (278) an den Stellen vorgesehen, in denen die Erhebungen (282) der Außenwandung (280) vorliegen und umgekehrt. Mit anderen Worten zeigt die Wandung eine in axialer Richtung verlaufende Wellenstruktur.
  • Die in Fig. 23 dargestellte Büchse (274) ermöglicht eine vertikale Auslenkung einer nicht dargestellten Herzstückspitze. Hierzu weist die Innenwandung (290) der Büchse (274) bereichsweise -im Ausführungsbeispiel im Bereich der Y-Achse­einander abwechselnde Erhöhungen und Vertiefungen auf, wobei die Vertiefungen (292) einem Ellipsenformabschnitt mit vertikal verlaufender Längsachse folgen, wohingegen wie Vorsprünge (294) einen Kreisabschnitt begrenzen. Die Außenwandung (304) weist Bereiche mit Erhebungen (296) auf, die im Schnitt eine Kreisform bilden, denen -jedoch nicht notwendigerweise- einem Ellipsen­formabschnitt entsprechende benachbarte Vertiefungen (298) zugeordnet sind. Die Längsachse der gedachten Ellipse verläuft horizontal.
  • In Fig. 24 ist eine Strukturierung der Büchse (276) ebenfalls durch einander abwechselnde Erhebungen und Vertiefungen sowohl an der Innen- als auch an der Außenwandung gegeben, wobei jedoch die Vertiefungen (300) der Außenwandung und damit der Vorsprünge (302) an der Innenwandung in etwa eine Viereckform aufweisen, deren abgerundete Kanten auf der X- bzw. Y-Achse liegen. Die Herzstückspitze liegt fest an den Seitenmitten der Büchsenwandung an. In X- und Y-Richtung ist teilweise ein Freiraum und damit eine Schwingung bzw. Dämpfung möglich.

Claims (13)

1. Herzstück (10, 38, 250) für Weichen oder Kreuzungen mit zwei Flügelschienen (42, 44, 84, 86, 150, 152, 184, 188, 254, 256) und einer zwischen diesen angeordneten Herzstück­spitze (40, 82, 154, 186, 252), die mit den Flügelschienen spitzwinklig zueinander verlaufende Spurrillen zur Führung eines Spurkranzes eines Rades bildet, wobei ein Übergabe­bereich (50), in dem die Herzstückspitze relativ zu den Flügelschienen und senkrecht zu der Lauffläche bewegbar ist dadurch erzielbar ist, daß die Lauffläche des Rades (28) gleichzeitig sowohl auf der Fahrfläche (54, 92) der Herzstückspitze (40, 82, 154, 186, 252) als auch auf der einer der Flügelschienen (42, 44, 84, 86, 150, 152, 184, 188, 254, 256) abgestützt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Übergabebereich (50) kontrolliert ausgeprägt ist, in dem im Bereich eines Fahrkantenabstandes Y der Herzstück­spitze (40) mit 20 mm < Y < 30 mm sowohl die Herzstück­spitze als auch die Flügelschiene (42) die Fahrfläche (52, 54) des Rades (26) bildet.
2. Herzstück nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Herzstückspitze (154, 186) zur Erzielung einer Biegestabfunktion im Abstand zum freien Ende derart festgelegt ist, daß bei einem Fahrkantenabstand Z mit 23mm < Z < 27mm, vorzugsweise Z = 25mm bei einer im Betrieb normalerweise auftretenden maximalen vertikalen Radkraft eine Auslenkung der Herzstückspitze von 1mm erfolgt.
3. Herzstück nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flügelschienen (42, 44, 150, 152, 184, 188) und/oder die Herzstückspitze (40, 154, 186) auf einer elastisch ausgebildeten Unterlage (56, 58, 59, 190, 192) angeordnet oder die Flügelschienen (42, 44) und die Herzstückspitze (40) zwangsgekoppelt sind, z.B. durch pneumatische oder hydraulische Mittel.
4. Herzstück insbesondere nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Herzstückspitze (40, 82, 154, 186) parallel zur Lauffläche (28) elastisch verschiebbar ist, wobei die Herzstückspitze (154, 186) als Kragarm derart ausgebildet ist, daß die Herzstückspitze als Biegestab wirkt, der derart eingespannt ist, daß die Herzstückspitze bei einem Fahrkantenabstand Y₂ mit 25mm < Y₂ < 30mm bei im Betrieb normalerweise auftretenden maximalen Querkräften eine Auslenkung von 1mm erfährt.
5. Herzstück nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Flügelschienen (150, 152) über ein Schraubelement (170) starr verbunden sind, das von einer die Herzstück­spitze (154) mit Spiel durchsetzenden Hülse (180) umgeben ist, an die sich Abstandselemente (212, 214) und an Laschenkammern (172, 178) der Flügelschienen anlegende Futterstücke (176, 178) anschließen.
6. Herzstück nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Abstandselement (212, 214) konusförmig in Richtung der Herzstückspitze (154) ausgebildet und bewegbar in einer entsprechend angepaßten in der Flanke der Herzstückspitze vorhandenen Aussparung (216, 218) angeordnet ist.
7. Herzstück nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Herzstückspitze (180) starr mit bewegbar in Laschenkammern (204, 206) der Flügelschienen (184, 188) eingreifenden Futterstücken (208, 210) verbunden ist.
8. Herzstück nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Futterstücke (110, 112) aus Schwingmetall bestehen.
9. Herzstück nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das vorzugsweise als Zapfen (264) ausgebildete freie Ende (258) der Herzstückspitze (252) von einem Halteelement wie Büchse (266, 272, 274, 276) aufgenommen ist, das vorzugsweise seinerseits von einem zwischen den Flügel­schienen (254, 256) eingespannten Futterstück (262, 264) gehalten ist.
10. Herzstück nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vorzugsweise Hohlzylinder- oder Topfform auf­weisende Büchse (266, 272, 274, 276) gegebenenfalls gerichtete Dämpfungs- und/oder Stütz- und/oder Federeigen­schaften aufweist.
11. Herzstück nach Anspruch 9 und 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Büchse (266, 272, 274, 276) z.B. aus Teflon oder Schwingmetall besteht und zur Erzielung einer gewünschten Dämpfungs- und/oder Stütz- und/oder Federeigenschaft zumindest bereichsweise innen- oder außenseitig strukturiert bzw. profiliert ist z.B. durch einander abwechselnde Erhebungen und Vertiefungen (268, 270, 282, 284, 286, 288, 292, 294, 296, 298).
12. Herzstück nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefungen (288, 292) der Innenwandung (290, 278) in den radialen Ebenen liegen, in denen die an der Außenwandung (280, 304) verlaufenden Erhebungen (282, 296) angeordnet sind.
13. Herzstück nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegung und Dämpfung der Herzstückspitze in der Richtung erfolgt, in der die Strukturierung bzw. Profilierung der Büchse (272, 274, 276) gegeben ist.
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