AT411241B - Einrichtung zum verriegeln der endlagen von beweglichen weichenteilen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verriegeln der Endlagen von beweglichen Weichenteilen, insbesondere beweglichen Weichenherzstücken, bei welcher zwei relativ zueinan- der axial verschiebliche Teile in eine in wenigstens einer Bewegungsrichtung kraft- oder form- schlüssig miteinander gekuppelte Lage verschiebbar sind, wobei die relativ zueinander verschiebli- chen Teile von einem Rohr und einer im Rohr geführten Stange gebildet sind und zumindest teil- weise in einem ortsfesten Aussenrohr angeordnet sind und die Verriegelungsglieder mit den zuein- ander axial verschieblichen Teilen und dem Aussenrohr zusammenwirken und in radialer Richtung in eine Verriegelungslage in einer Ausnehmung bzw. Innenringnut des Aussenrohres verschiebbar sind. 



   In der EP 603 156 B1 ist eine derartige Einrichtung zum Verriegeln von beweglichen Weichen- teilen bereits bekanntgeworden, bei welcher die relativ zueinander verschieblichen Teile von einem Rohr und einem im Rohr geführten Bolzen gebildet sind und die Verriegelungsglieder als in radialer Richtung verlagerbare Kugeln oder Walzen ausgebildet waren. Ausgehend von einer derartigen Einrichtung wurde in der AT 405 925 B bereits vorgeschlagen, die Kugeln in einem aufweitbaren Ring bzw. einem aus Segmenten bestehenden Ring zu lagern. Der Ring bzw. die Ringsegmente bildeten hiebei eine Art Kugelkäfig aus und dieser Ring bzw. die Ringsegmente erlaubten die Aufnahme von hohen Verriegelungskräften ohne eine vorzeitige Funktionsbeeinträchtigung.

   Wäh- rend Kugeln prinzipiell in idealisierter Form nur eine Punktberührung und damit relativ hohen Flächendruck zur Folge haben, führt der vom Ring bzw. den Ringsegmenten gebildete Käfig in der nach aussen verschobenen Verriegelungslage zu einer Flächenberührung, über welche ohne vorzeitige Verformung oder Zerstörung hoher Kräfte als Verriegelungskräfte aufgenommen werden können. Nachteil einer derartigen Ausbildung ist allerdings, dass der Zusammenbau relativ kompli- ziert ist, da die Kugeln in einer entsprechenden Position beim Einbau gehalten werden müssen, bevor sie in die entsprechende Ausnehmung in einer im Rohr geführten Stange eintauchend von dem federnden Ring bzw. den durch Federn zusammengehaltenen Ringsegmenten gehalten werden.

   Eine verbesserte Kraftaufnahme ist allerdings nur in der Verriegelungslage in axialer Richtung erzielbar und im Falle hoher Stellkräfte bleibt unverändert die Gefahr einer Beschädigung der Kugeln sowie der Stange, über welche die Ringsegmente in ihre äussere Verriegelungslage verschoben werden. 



   Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass auch während des Umstellvorganges sowie auch in der Endlage in radialer Richtung unzulässige Flächenpressungen nicht überschritten werden können, welche zu plasti- schen Verformungen führen könnten. Weiters zielt die erfindungsgemässe Ausbildung darauf ab, die Montage und die Demontage zu erleichtern. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfin- dungsgemässe Ausbildung im wesentlichen darin, dass die Verriegelungsglieder von Ringen oder Ringsegmenten gebildet sind, deren im wesentlichen quadratischer oder rechteckiger Querschnitt an seinen beiden innenliegenden Seiten unter Ausbildung von schräg zur Achse konvergierenden Flächen angefast ist.

   Dadurch, dass Ringe oder Ringsegmente zum Einsatz gelangen, welche zumindest an ihrer Innenseite an beiden Stirnseiten schräg zur Achse konvergierende Flächen tragen, kann sichergestellt werden, dass während des Aufweitens der Ringe bzw. Ringsegmente ein Flächenkontakt gewährleistet ist, über welchen Stellkräfte bzw. Haltekräfte, welche zu einem Aufweiten bzw. Zusammendrücken der Ringe oder Ringsegmente führen, ohne Gefahr einer plastischen Verformung aufgenommen werden können. Es werden somit auch beim Umstellvor- gang plastische Verformungen mit Sicherheit vermieden und die Schrägflächen nach Art von Keilflächen zur Verschiebung der Ringe in die Verriegelungsposition wirksam.

   Gleichzeitig wird die Anzahl der erforderlichen Bauelemente durch den Wegfall der Kugeln und der für die Kugeln erforderlichen   Befestigungsteile,   wie Kugelkäfig, Spannbolzen od.dgl.. verringert und insgesamt auch eine Ausfräsung mit geringerem Querschnittsverlust im Innenrohr benötigt, da ja die Ringe nicht mehr unter Zwischenschaltung von Kugeln in derartige Ausfräsungen eintauchen müssen. 



  Diese Verringerung der erforderlichen Ausfräsung im innenliegenden Innenrohr führt zu einer wesentlichen Erhöhung des Widerstandsmomentes und damit bei geringeren Baumassen zu einer verbesserten Festigkeit und Verschleissfestigkeit. Gleichzeitig lässt sich diese Ausbildung auch für mehrere Verriegelungsebenen und insbesondere für die Verstellung von beweglichen Weichen- herzstücken einsetzen, bei welchen hohe Stellkräfte und hohe Verriegelungskräfte aufgenommen werden müssen und die Verriegelung in jeweils zwei voneinander verschiedenen Lagen erforder- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 lich ist. Bei derartigen mehrfachen Verriegelungsebenen ist die durch die geringere Querschnitts- schwächung verbesserte Steifigkeit und das verbesserte Widerstandsmoment des Innenrohres von besonderer Bedeutung. 



   Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung ist die Ausbil- dung so getroffen, dass der Anfasungswinkel (a) der kegeligen Schrägflächen zwischen 20 und 35  zur Radialmittelebene der Ringe beträgt und parallel zu schrägen Anschlagflächen des Innenroh- res ausgebildet ist. Eine derartige Wahl der Anfasungswinkel bzw. der Neigung der Schrägflächen zur radialen Mittelebene führt dazu, dass mit relativ geringen Stellkräften und der Aufrechterhaltung eines Flächenkontaktes lediglich geringe Reibungskräfte überwunden werden müssen, um die Ringe bzw. Ringsegmente in ihre jeweils andere Position zu verschieben. Prinzipiell kann die Einwärtsverlagerung der Ringe bzw. Ringsegmente durch Verwendung von Federn, welche sich über den Umfang der Ringsegmente erstrecken, begünstigt werden.

   Die Einwärtsbewegung kann aber auch durch eine analoge äussere Anfasung eingeleitet werden, wobei mit Vorteil die Ausbil- dung so getroffen ist, dass die Anfasung am inneren und am äusseren Umfang der Ringe oder Ringsegmente vorgesehen ist. Zusätzlich können die Ringe oder Ringsegmente gegen die Kraft einer Feder aufweitbar ausgebildet sein. 



   In besonders vorteilhafter Weise ist die Ausbildung so getroffen, dass der aufweitbare Ring aus wenigstens 3, vorzugsweise 4, durch eine umlaufende Zugfeder verbundenen Segmenten besteht. 



  Prinzipiell genügt es bei der Ausbildung von Ringen oder Ringsegmenten, welche entgegen der Kraft einer Feder nach aussen aufweitbar sind, die Ausbildung so zu treffen, dass die zur Verschluss- achse im wesentlichen normalen Stirnflächen oder die Flanken der Schrägflächen in der jeweils äusseren bzw. inneren Lage der Segmente in Flächenkontakt mit den Gegenanschlagsflächen der relativ zueinander verschieblichen Rohre und/oder Stangen stehen, wobei, wie bereits erwähnt, auch in der äusseren Lage Schrägflächen zum Einsatz gelangen können. 



   Ein optimaler Flächenkontakt zwischen dem Ring oder den Ringsegmenten und der Stange wird dadurch erzielt, dass die Krümmung der inneren Flächen der Ringe oder Ringsegmente der Krümmung des äusseren Stangendurchmessers entspricht. 



   Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Aus- führungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine erste Verschiebelage von Ringen bzw. Ringsegmenten unter Verriegelung einer in der Zeichnung rechten Endlage, Fig. 2 die Ausbil- dung nach Fig. 1 während des Umstellvorganges und Fig. 3 die Verriegelung in der linken Endlage, wie dies für Weichenherzstücke erforderlich ist, wobei die Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV durch als Ringsegmente ausgebildete Verriegelungsglieder zeigt. 



   In Fig. 1 ist in einem Aussenrohr 1 ein Innenrohr 2 und eine Stange 3 relativ zueinander beweg- lich geführt. Das Innenrohr 2 weist radiale Durchbrechungen 4 auf. Im Aussenrohr 1 sind Nuten 5 vorgesehen, in welche in der Verriegelungslage Ringe bzw. Ringsegmente 6 eintauchen. Bei der Darstellung nach Fig. 1 sind die Ringsegmente 6 auswärts verschoben, wobei sie auf einem ent- sprechend mit grösserem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt 7 der inneren Stange 3 auflaufen und auf diese Weise auswärts verschoben werden und in eine erste Nut 5 des Aussenrohres 1 eintauchen. 



   Die Stange 3 weist ausgedrehte Bereiche 8 auf, in welche die Ringe 6 während des Verstell- vorganges eintauchen können und auf diese Weise ausser Eingriff und damit in eine Lage gelan- gen, in welche eine Verschiebung ohne Verriegelung gelingt. Dies ist in Fig. 2 verdeutlicht. 



   In Fig. 3 ist nun die Verschiebung der Stange 3 relativ zum Rohr 2 in die zweite Endposition dargestellt, in welcher die Verriegelungsglieder 6 in die entsprechende zweite Nut 5 des Aussenroh- res verschoben wurden. Der Verstellvorgang und damit die Aufweitung bzw. das Einwärtsverschie- ben der Ringsegmente 6 bzw. des elastischen Ringes 6 gelingt über Schrägflächen 9 an den Stirnseiten der Ringe, welche mit entsprechenden Schrägflächen 10 der Stange bzw. 11 in den Ausnehmungen der Aussenrohre 1 zusammenwirken. Längs dieser kegeligen Schrägflächen 9,10 bzw. 11 wird jeweils eine Flächenberührung aufrechterhalten, wobei die Anfasungswinkel a so gewählt sind, dass eine entsprechende Einwärtsverschiebung oder Auswärtsverschiebung ohne weiteres gelingt.

   Zusätzlich können die Ringe bei Ausbildung als Ring-Segmente, wie in Fig. 4 dargestellt, unter Zwischenschaltung von Zugfedern 12 in Richtung einer Verschiebung nach einwärts vorgespannt sein, wobei in Fig. 4 die Verriegelungslage der Ringsegmente 6 in Überein- stimmung mit der in Fig. 3 dargestellten Position ersichtlich ist, bei welcher die Ringsegmente 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 durch die Stange 3 auswärts verschoben und in die Ausnehmungen 5 des Aussenrohres 1 gedrückt sind. 



   Um in der verriegelten Lage die Flächenpressungen wesentlich zu reduzieren, wird die Krüm- mung der inneren Flächen 13 der Ringe oder Ringsegmente der Krümmung des äusseren Stan- gendurchmessers angepasst. Bestehende Halte- bzw. Vibrationskräfte können damit besonders bauteilschonend aufgefangen werden. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Einrichtung zum Verriegeln der Endlagen von beweglichen Weichenteilen, insbesondere beweglichen Weichenherzstücken, bei welcher zwei relativ zueinander axial verschiebliche 
Teile in eine in wenigstens einer Bewegungsrichtung kraft- oder formschlüssig miteinander gekuppelte Lage verschiebbar sind, wobei die relativ zueinander verschieblichen Teile von einem Rohr (2) und einer im Rohr (2) geführten Stange (3) gebildet sind und zumindest teilweise in einem ortsfesten Aussenrohr (1) angeordnet sind und die Verriegelungsglieder mit den zueinander axial verschieblichen Teilen (2,3) und dem Aussenrohr (1) zusammen- wirken und in radialer Richtung in eine Verriegelungslage in einer Ausnehmung bzw. 



   Innenringnut (5) des Aussenrohres verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die 
Verriegelungsglieder von Ringen oder Ringsegmenten (6) gebildet sind, deren im wesent- lichen quadratischer oder rechteckiger Querschnitt an seinen beiden innenliegenden Sei- ten unter Ausbildung von schräg zur Achse konvergierenden Flächen (9) angefast ist.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfasungswinkel (a) der kegeligen Schrägflächen (9) zwischen 20 und 35 zur Radialmittelebene der Ringe (6) be- trägt und parallel zu schrägen Anschlagflächen der Stange (3) ausgebildet ist.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfasung (9) am inneren und am äusseren Umfang der Ringe oder Ringsegmente (6) vorgesehen ist.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe oder Ringsegmente (6) gegen die Kraft einer Feder (2) aufweitbar ausgebildet sind.

   5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aufweit- bare Ring aus wenigstens 3, vorzugsweise 4, durch eine umlaufende Zugfeder (12) ver- bundenen Segmenten (6) besteht.

   6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Ver- schlussachse im wesentlichen normalen Stirnflächen oder die Flanken der Schrägflächen (9) in der jeweils äusseren bzw. inneren Lage der Segmente (6) in Flächenkontakt mit den Gegenanschlagsflächen (10) der relativ zueinander verschieblichen Rohre (2) und/oder Stangen (3) stehen.

   7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Krüm- mung der inneren Flächen (13) der Ringe oder Ringsegmente (6) der Krümmung des äusseren Stangendurchmessers entspricht.

   HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN