EP3609762B1 - Vorrichtung zum verstellen von zwei weichenzungen mit einem zentral angeordneten verschluss - Google Patents

Vorrichtung zum verstellen von zwei weichenzungen mit einem zentral angeordneten verschluss Download PDF

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EP3609762B1
EP3609762B1 EP18707267.3A EP18707267A EP3609762B1 EP 3609762 B1 EP3609762 B1 EP 3609762B1 EP 18707267 A EP18707267 A EP 18707267A EP 3609762 B1 EP3609762 B1 EP 3609762B1
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EP
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base plates
locking
closing unit
switch
rails
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Natalie Bieri
Jon Felix
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Siemens Mobility AG
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Siemens Mobility AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L5/00—Local operating mechanisms for points or track-mounted scotch-blocks; Visible or audible signals; Local operating mechanisms for visible or audible signals
    • B61L5/10—Locking mechanisms for points; Means for indicating the setting of points

Definitions

  • the present invention relates to a device for adjusting two movable switch tongues arranged between two opposite pole rails.
  • the pawl of a pawl lock is pivotably held on a lock bearing.
  • the switch tongue is also fastened to the locking bearing directly or via an intermediate component, for the adjustment and locking of which the pawl lock is used.
  • the pawl lock therefore has the task of holding the point tongue resting on a stick rail and the point tongue lying off in a geometrically precisely defined position and locking it mechanically.
  • the type of mechanical locking is advantageously carried out in a form-fitting manner. Due to the safety relevance of the functionality described, there are increased demands on the manufacture and maintenance of switches, so that it is a particular task of the design to build the switch lock as simply and safely as possible. Likewise, the same scale applies to the production, which has to provide the necessary parts of the pawl lock without errors.
  • each switch has to be individually adjusted by stocking different locking bearings and locking latches within the scope of the respective adjustability. It is often also unavoidable that holes have to be drilled in the web of the stick rails to attach the locking bearing, which not only requires a great deal of effort when assembling the switch and when managing a large number of components, but also repeatedly leads to comparatively expensive small series in design and manufacture.
  • an external lock for example the pawl lock
  • Such locking pawls are attached to both switch blades by means of a suitable bearing and thus lock the switch blade directly to the stock rail.
  • Such an arrangement in combination with a point machine, ensures safe passage of a rail vehicle. Due to the different track gauges (meter gauge, cape gauge, standard gauge, broad gauge, etc.) and in combination with the high variance of the profiles for switch tongues or stock rails, there is a wide range of geometric requirements for the realization of the external closures mentioned. As a rule, a separate type of closure is required for each design variant, which is suboptimal from the point of view of the design or manufacture of the closures.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a simply designed and functionally reliable pawl lock in which the design can be more easily adapted to the different gauges and profiles of the switch tongues without having to give up the advantageous locking effects of known switch adjustment mechanisms.
  • the inventive value therefore lies in the realization of a universally usable locking unit, which connects the two pole rails in a form-fitting manner via the base plates, which also prevents a track widening in the area of the switch tips.
  • the base plates can be easily adapted for different track widths and/or profiles of the switch tongues and/or stock rails due to the easily drilled holes (template-like) in them, which means that the device can be adapted to comparatively numerous configurations even with only a few parts to be stored.
  • the two base plates can have an internal opening into which the closure unit can be inserted.
  • the locking unit can be designed as a locking box that rests on the base plates with flanges. For easy attachment of the lock box to the base plates, it can be provided that the lock unit can be screwed to the base plates.
  • the area around the switch is often also particularly relevant to safety in relation to its occupancy by a train or its clearing.
  • track circuits are also used for track vacancy detection, the principle of which is based on two electrically isolated stick rails being short-circuited by the axle of a rail vehicle, which can be detected accordingly in the evaluation unit of the track circuit. It is therefore expedient if the closure unit and the base plates can be electrically insulated from one another by means of insulating elements, preferably insulating plates and/or insulating bushings. In this way, the two base plates are each at the tension level of the pole rail to which they are attached.
  • the figure 1 shows a schematic representation of a lateral view of a point adjustment mechanism, which is arranged in a sleeper compartment 12 (ie the space located between two sleeper bodies and left out by the track ballast) which is not shown in any more detail here.
  • a pawl lock is used according to the principle of action in the EP 0 624 508 A1 latch lock shown used.
  • the switch adjustment mechanism is used to adjust two movable switch tongues 6a, 6b arranged between two opposite pole rails 4a, 4b.
  • a base plate 8a, 8b can be fastened to each of the two stick rails 4a, 4b by means of clamping pieces 10a, 10b.
  • the base plates 8a, 8b are aligned largely horizontally and protrude into the threshold compartment 12 located between the two floor rails 4a, 4b figure 2 It can be seen that the two base plates 8a, 8b do not touch in the threshold compartment 12 and are designed in such a way that they offer an opening 14 into which a locking box 16 is inserted.
  • the lock box 16 is bolted to the base plates 8a, 8b using insulating plates and bushings 18.
  • a cam rod 18 is guided, which is not shown here in the direction of an arrow 20 between the two end positions of a switch drive of the switch tongues 6a, 6b is movable.
  • the cam bar 18 fulfills two functions.
  • the tongue-actuating rods 22a, 22b required to move the switch tongues 6a, 6b act on the cam rod 18 via corresponding connecting means.
  • a lock of two locking pawls 24a, 24b is achieved in the locking box 18 in that the cam rod 18 guided in the locking box 16 locks the pivoted locking pawls 24a, 24b in the locking position and thus holds the switch tongues 6a, 6b firmly in their end positions.
  • closure box 16 rests with its flanges on the base plates 8a, 8b and is screwed to them using insulating plates and bushings 18, which are electrically isolated from one another.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen von zwei zwischen zwei gegenüberliegenden Stockschienen angeordneten beweglichen Weichenzungen.
  • Zur Umstellung von Weichen ist eine Vielzahl unterschiedlicher Umstellvorrichtungen bekannt. Häufig werden Klammerspitzen- oder Klinkenverschlüsse eingesetzt. Letztgenannter Klinkenverschluss ist zum Beispiel aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 624 508 A1 bekannt. Die EP 3050773 A1 zeigt eine zentrale Anordnung der Verriegelungseinheit in einer Hohlschwelle. Die DE 3543403 A1 offenbart ein zwischen den Stockschienen angebrachtes Hohlprofil.
  • Die Klinke eines Klinkenverschlusses ist verschwenkbar an einem Verschlusslager gehalten. An dem Verschlusslager wird weiter direkt oder über ein Zwischenbauteil die Weichenzunge befestigt, zu deren Verstellung und Verriegelung der Klinkenverschluss eingesetzt wird. Der Klinkenverschluss hat somit die Aufgabe, die an einer Stockschiene anliegende Weichenzunge sowie die abliegende Weichenzunge in einer geometrisch exakt definierten Position festzuhalten und mechanisch zu verriegeln. Die Art der mechanischen Verriegelung erfolgt mit Vorteil formschlüssig. Aufgrund der Sicherheitsrelevanz der beschriebenen Funktionalität bestehen an die Herstellung und die Wartung von Weichen erhöhte Ansprüche, sodass es im Besonderen eine Aufgabe der Konstruktion ist, den Weichenverschluss möglichst einfach und sicher aufzubauen. Ebenso liegt derselbe Massstab an der Fertigung an, die die erforderlichen Teile des Klinkenverschlusses fehlerfrei bereitzustellen hat.
  • Im Feld ist es daher in der Regel so, dass jede Weiche mittels der Bevorratung verschiedener Verschlusslager und Verschlussklinken im Rahmen der jeweiligen Verstellbarkeit individuell angepasst werden muss. Dabei ist es oft auch unvermeidbar, dass zur Befestigung des Verschlusslagers Löcher in den Steg der Stockschienen zu bohren sind, was nicht nur einen hohen Aufwand bei der Montage der Weiche und bei der Bewirtschaftung einer Vielzahl von Bauteilen bedingt, sondern eben auch in der Konstruktion und der Fertigung immer wieder zu vergleichsweise kostspieligen Kleinstserien führt.
  • Die bekannte Bauart eines Aussenverschlusses (beispielsweise der Klinkenverschluss) verriegelt die Weichenzunge formschlüssig mittels einer beweglichen Verschlussklinke. Solche Verschlussklinken werden mittels einer geeigneten Lagerung an beiden Weichenzungen befestigt und verriegeln damit die Weichenzunge direkt mit der Stockschiene. Eine solche Anordnung gewährleistet in Kombination mit einem Weichenantrieb eine sichere Durchfahrt eines Schienenfahrzeuges. Aufgrund der unterschiedlichen Spurweiten (Meterspur, Kapspur, Normalspur, Breitspur etc.) und in Kombination mit der hohen Varianz der Profile für Weichenzungen bzw. Stockschienen entsteht ein breites Spektrum an geometrischen Anforderungen für die Realisierung der erwähnten Aussenverschlüsse. In der Regel wird für jede Ausführungsvariante ein eigener Verschlusstyp benötigt, was aus Sicht der Konstruktion bzw. Fertigung der Verschlüsse suboptimal ist.
  • Heute kommen entweder Aussen- oder Innenverschlüsse zum Einsatz. Welches Prinzip konkret eingesetzt wird, ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Einerseits geht es um die Geschwindigkeit der Züge, andererseits um die Bauart der Weichenzungen. Weitere Aspekte wie beispielsweise die vorherrschenden Umweltbedingungen spielen ebenfalls eine Rolle. Konventionelle (Aussen)Verschlüsse haben folgende Nachteile:
    1. a) Der Verschluss muss für jedes Schienenprofil und spezifisch für jede Spurweite neu konstruiert werden. Daraus resultiert eine hohe Anzahl unterschiedlicher Ausführungen.
    2. b) Aufgrund der Vielfalt der Verschlüsse sind kaum Skaleneffekte im Rahmen der Fertigung realisierbar.
    3. c) Klimatische bzw. Umwelteinflüsse können den Einsatz konventioneller Aussenverschlüsse verunmöglichen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten und funktionssicheren Klinkenverschluss anzugeben, bei dem die Bauart einfacher an die verschiedenen Spurweiten und Profile der Weichenzungen anpassbar ist ohne die vorteilhaften Verschlusswirkungen bekannter Weichenverstellmechanismen aufgeben zu müssen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung zum Verstellen von zwei zwischen zwei gegenüberliegenden Stockschienen angeordneten beweglichen Weichenzungen, umfassend:
    1. a) für jede Stockschiene eine Basisplatte, die an der Stockschiene befestigbar ist und sich weitgehend horizontal ausgerichtet in den zwischen den beiden Stockschiene befindlichen Raum ausdehnt;
    2. b) eine Verschlusseinheit, die an den beiden Basisplatten befestigbar und in dem zwischen den beiden Stockschienen befindlichen Raum anordenbar ist,
    3. c) eine in der Verschlusseinheit geführte Nockenstange, mit der die Weichenzungen durch Zungenstellstangen, die die Nockenstange mit den Weichenzungen verbinden, zwischen zwei Endpositionen bewegbar sind,
    4. d) eine Verriegelung durch das Zusammenwirken von einer in der Verschlusseinheit geführten Nockenstange und mindestens einer in der Verschlusseinheit schwenkbar gelagerten Verschlussklinke erzielbar ist,
    5. e) die Nockenstange von einem Weichenantrieb zwischen den beiden Endpositionen der Weichenzungen bewegbar ist.
  • Auf diese Weise wird eine zentral zwischen den Stockschienen angeordnete Verschlusseinheit für den Weichenmechanismus geschaffen, wobei die bewährte Funktionalität der Verschlussklinke im Prinzip beibehalten, aber in die Verschlusseinheit verlagert wird. Das Konzept der universellen Verschlusseinheit gepaart mit an den Stockschiene vorzugsweise mit Klemmstücken befestigbaren Basisplatten reduziert den Entwicklungsaufwand insbesondere im Hinblick auf neue Produkt/Marktkombinationen erheblich. Die Anpassungsaufwände für allfällige Markteintritte werden deutlich reduziert bei gleichzeitiger Volumenausweitung, weil für unterschiedliche Weichen dasselbe Konzept verwendet werden kann. Insgesamt resultieren daher die folgenden Vorteile:
    1. a) Die Eintrittskosten für neue Märkte werden reduziert.
    2. b) Die time-to-market für neue Märkte wird deutlich verringert.
    3. c) Die Produktvielfalt im Bereich der Weichenstellsysteme wird reduziert.
    4. d) Aufgrund der Möglichkeit zur Vormontage wird der Aufwand für die Montage vor Ort deutlich vereinfacht.
  • Der erfinderische Wert liegt daher in der Realisierung einer universell verwendbaren Verschlusseinheit, welche die beiden Stockschienen formschlüssig über die Basisplatten verbindet, was zusätzlich eine Spurerweiterung im Bereich der Weichenspitzen verhindert. Zudem können die Basisplatten aufgrund von einfach darin (schablonenartig) angebrachter Bohrungen sehr einfach für verschiedene Spurweiten und/oder Profile der Weichenzungen und/oder Stockschienen angepasst werden, wodurch sind die Vorrichtung selbst mit nur wenigen zu bevorratenden Teilen an vergleichsweise zahlreiche Konfigurationen anpassen lässt.
  • In einer zweckmässigen Weiterbildung der Erfindung können die beiden Basisplatten eine innenliegende Öffnung umfassen, in die die Verschlusseinheit einsetzbar. Damit kann die Verschlusseinheit in die Basisplatten eingelassen werden, wodurch das Weichenstellsystem sehr kompakt aufbaubar ist. In besonders einfach zu montierender Weise kann die Verschlusseinheit als Verschlusskasten ausgeführt sein, der mit Flanschen auf den Basisplatten aufliegt. Zur einfachen Befestigung des Verschlusskastens mit den Basisplatten kann es vorgesehen sein, dass die Verschlusseinheit mit den Basisplatten verschraubbar ist.
  • Oft ist der Bereich der Weiche auch besonders sicherungsrelevant in Bezug auf seine Belegung durch einen Zug oder seine Freimeldung. Zur Gleisfreimeldung werden zum Beispiel auch Gleisstromkreise eingesetzt, deren Prinzip darauf beruht, dass zwei an sich gegeneinander elektrisch isolierte Stockschienen durch die Achse eines Schienenfahrzeugs kurzgeschlossen werden, was entsprechend in der Auswerteeinheit des Gleisstromkreises detektierbar ist. Daher ist es zweckmässig, wenn die Verschlusseinheit und die Basisplatten mittels Isolierelementen, vorzugsweise Isolierplatte und/oder Isolierbuchsen, elektrisch voneinander isolierbar sind. Auf diese Weise liegen die beiden Basisplatten jeweils auf dem Spannungsniveau der Stockschiene, an der sie befestigt sind.
  • Da ein gewisser Bereich der Basisplatten bei einem Weichenhub von den Weichenzungen überstrichen wird, kann es sinnvoll sein, diesen Bereich der Basisplatten als Gleitstuhl für die Weichenzungen auszugestalten.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den übrigen Unteransprüchen ausgeführt.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    in schematischer Darstellung eine seitliche Ansicht eines Weichenverstellmechanismus mit Basisplatten und Verschlusskasten;
    Figur 2
    in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf den Weichenverstellmechanismus gemäss Figur 1; und
    Figur 3
    in schematischer Darstellung eine perspektivische Ansicht auf den Weichenverstellmechanismus gemäss der Figuren 1 und 2.
  • Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine seitliche Ansicht eines Weichenverstellmechanismus, der in einem hier nicht weiter detailliert dargestellten Schwellenfach 12 (d.h. der zwischen zwei Schwellenkörpern befindliche und vom Gleisschotter ausgesparte Raum) angeordnet ist. Für den Weichenverschluss wird ein Klinkenverschluss nach dem Wirkprinzip des in der EP 0 624 508 A1 gezeigten Klinkenverschlusses eingesetzt.
  • Der Weichenverstellmechanismus dient zum Verstellen von zwei zwischen zwei gegenüberliegenden Stockschienen 4a, 4b angeordneten beweglichen Weichenzungen 6a, 6b. An jeder der beiden Stockschienen 4a, 4b ist eine Basisplatte 8a, 8b mittels Klemmstücken 10a, 10b befestigbar. Die Basisplatten 8a, 8b sind weitgehend horizontal ausgerichtet und ragen in das zwischen den beiden Stockschiene 4a, 4b befindliche Schwellenfach 12. In der Aufsicht gemäss Figur 2 ist erkennbar, dass sich die beiden Basisplatten 8a, 8b im Schwellenfach 12 nicht berühren und so gestaltet sind, dass sie eine Öffnung 14 bieten, in die ein Verschlusskasten 16 eingesetzt ist. Der Verschlusskasten 16 ist unter Verwendung von Isolierplatten und -buchsen 18 durch Verschraubung an den Basisplatten 8a, 8b befestigt. Der Verschraubung der Basisplatten 8a, 8b mittels der Klemmstücke 10a, 10b mit den Stockschienen 4a, 4b sowie die Verschraubung des Verschlusskasten 16 mit den Basisplatten 8a, 8b erzeugt so eine elektrisch isolierte, aber formschlüssige Verbindung der beiden Stockschienen, was besonders eine Spurerweiterung im Bereich der Weichenspitze verhindert.
  • In dem Verschlusskasten 16 ist eine Nockenstange 18 geführt, die von einem hier nicht weiter dargestellten Weichenantrieb in Richtung eines Pfeils 20 zwischen den beiden Endpositionen der Weichenzungen 6a, 6b bewegbar ist. Gemäss dem Prinzip eines Klinkenverschluss erfüllt die Nockenstange 18 zwei Funktionen. Erstens greifen an der Nockenstange 18 über entsprechende Verbindungsmittel die zur Bewegung der Weichenzungen 6a, 6b erforderlichen Zungenstellstangen 22a, 22b an. Zweitens wird in dem Verschlusskasten 18 ein Verschluss von zwei Verschlussklinken 24a, 24 b erreicht, indem die in dem Verschlusskasten 16 geführte Nockenstange 18 die schwenkbar gelagerten Verschlussklinken 24a, 24b in Verschlussposition arretiert und so eine die Weichenzungen 6a, 6b fest in ihren Endlagen hält. Erst wenn sich beispielsweise die Nockenstange 18 in der zeichnerischen Darstellung nach rechts bewegt und sich die Nocke 26a nicht mehr unter der Verschlussklinke 24a befindet, kann die Verschlussklinke 24a in der zeichnerischen Darstellung nach unten fallen und liegt dann nicht mehr formschlüssig an einem innerhalb des Verschlusskastens 16 angeordneten Gegenlager an und kann dann zusammen mit der Weichenzunge 6a nach rechts verschoben werden. Anders als bei der EP 0 624 508 A1 , wobei die Verriegelung der Verschlussklinke in einem an dem Schienenfuss befestigten Verschlusslager erzielt wurde, befindet sich diese Gegenlager für die Verschlussklinke 24a nun im Verschlusskasten 16.
  • In der schematischen Aufsicht gemäss der Figur 2 ist nun sehr gut erkennbar, dass der Verschlusskasten 16 mit seinen Flanschen auf den Basisplatten 8a, 8b aufliegt und mit ihnen unter Einsatz von Isolierplatten und -buchsen 18 elektrisch gegeneinander isoliert verschraubt ist.
  • In der perspektivischen Ansicht gemäss der Figur 3 sind besonders gut an der Basisplatte 8b Bohrungen 28b erkennbar, die für die Befestigung der Klemmstücke dienen und mit denen unterschiedliche Fahrkantenabstände mit derselben Basisplatte realisiert werden können. Damit wird sowohl die Projektierung des Weichenverstellmechanismus 2 als auch die Montage im Feld vereinfacht. Der vorliegende Verschlusskasten 16 hat keine direkte Schnittstelle zu benachbarten Schwellenkörpern, weshalb dieses Konzept gleichermassen bei Holz-, Beton- und Stahlschwellen eingesetzt werden kann. Es ist weiter anzumerken, dass der Verschlusskasten 16 auch unabhängig vom Weichenantrieb, dessen Angriffspunkt in Figur 1 schematisch mit der Position 30 bezeichnet ist. Mit anderen Worten heisst dies, dass der Infrastrukturbetreiber bestehende Weichenantriebe weiter verwenden kann.
  • Weiter sei angemerkt, dass mit verschiedenen Basisplatten 8a, 8b auch einfach derartige Weichenstellmechanismen 2 an nahezu beliebige Spurweiten angepasst werden können. Der Verschlusskasten 16 als solcher bleibt dabei immer identisch. Anpassungen müssen dann nun noch an den Zungenstellstangen und, wenn vorhanden, an dem Zungenkontrollgestänge vorgenommen werden.

Claims (6)

  1. Vorrichtung (2) zum Verstellen von zwei zwischen zwei gegenüberliegenden Stockschienen (4a, 4b) angeordneten beweglichen Weichenzungen (6a, 6b), umfassend:
    a) für jede Stockschiene (4a, 4b) eine Basisplatte (8a, 8b), die an der Stockschiene (4a, 4b) befestigbar ist und sich weitgehend horizontal ausgerichtet in einen zwischen den beiden Stockschiene (4a, 4b) befindlichen Raum (12) ausdehnt;
    b) eine Verschlusseinheit (16), die an den beiden Basisplatten (8a, 8b) befestigbar und in dem zwischen den beiden Stockschienen (4a, 4b) befindlichen Raum (12) anordenbar ist,
    c) eine in der Verschlusseinheit (16) geführte Nockenstange (18), mit der die Weichenzungen (6a, 6b) durch Zungenstellstangen (22a, 22b), die die Nockenstange (18) mit den Weichenzungen (6a, 6b) verbinden, zwischen zwei Endpositionen bewegbar sind,
    d) eine Verriegelung durch das Zusammenwirken von der in der Verschlusseinheit (16) geführten Nockenstange (18) und mindestens einer in der Verschlusseinheit (16) schwenkbar gelagerten Verschlussklinke (24a, 24b) erzielbar ist,
    e) die Nockenstange (18) von einem Weichenantrieb zwischen den beiden Endpositionen der Weichenzungen (6a, 6b) bewegbar ist.
  2. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die beiden Basisplatten (8a, 8b) eine innenliegende Öffnung (14) umfassen, in die die Verschlusseinheit (16) einsetzbar.
  3. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verschlusseinheit (16) als Verschlusskasten ausgeführt, der mit Flanschen auf den Basisplatten (8a, 8b) aufliegt.
  4. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verschlusseinheit (16) mit den Basisplatten (8a, 8b) verschraubbar ist.
  5. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verschlusseinheit (16) und die Basisplatten (8a, 8b) mittels Isolierelementen, vorzugsweise Isolierplatte und/oder Isolierbuchsen, elektrisch voneinander isolierbar sind.
  6. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Basisplatten (8a, 8b) je einen Bereich umfassen, der als Gleitstuhl für die Weichenzungen (6a, 6b) ausgestaltet ist.
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