DE2922862C2

DE2922862C2 - Herzstück für Weichen

Info

Publication number: DE2922862C2
Application number: DE2922862A
Authority: DE
Inventors: Bernd-Joachim 1000 Berlin Kempa
Original assignee: Elektro Thermit GmbH
Current assignee: Goldschmidt ETB GmbH
Priority date: 1979-06-06
Filing date: 1979-06-06
Publication date: 1983-09-29
Also published as: FR2458626B1; JPS609601B2; IT8048179A0; GB2051189A; US4589617A; JPS5625501A; FR2458626A1; IT1127407B; DE2922862A1; GB2051189B

Description

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

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

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

Es ist weiter bekannt. Herzstückspitzen gelenkig zu lagern, wobei das schwenkbare Teil aus einem Schienenstück besteht So wird z.B. in dem DE-GM 70 45 928 ein Herzstück mit gelenkig gelagerter Spitze beschrieben, bei dem das Gelenk so ausgebildet ist, daß eine exakte Flucht der Fahrkanten von HerzsrTickspitze und Schienen gewährleistet sein soll. Abgesehen davon,

ίο daß solche Schwenkelemente aufgrund ihrer Dimensionierung nicht in Schnellfahrweichen eingesetzt werden können, bilden solche Konstruktionen stumpfe Stoßlükken aus.

Ir der US-PS 11 46 888 wird ein Herzstück beschrieben, bei dem die zuführenden und weiterführenden Schienen in einem bestimmten Abstand vor ihrem gemeinsamen Kreuzungspunkt enden und eine auf einer Platte gleitend gelagerte Schiene die jeweiligen, der Fahrtrichtung entsprechenden Enden miteinander verbindet Diese Konstruktion weist zwar im Herzstück eine durchgehende Schienenkopfprofilierung auf, jedoch bilden sich zwischen der gleitenden Schiene und den zu- und weiterführenden Schienen Stumpfstöße, die mit den allseits bekannten Nachteilen behaftet sind.

Zudem ist der Einsatz dieser Herzstückkontruktion nur auf die Weichen beschränkt, bei denen sich gerade Schienen im Herzstückbereich kreuzen.

Die vorgenannten Herzstückkontruktionen eignen sich deshalb auch weiter nicht im Schnellfahrweichenbereich, da mit zunehmendem Weichenhalbmesser die Verbindungsschienen immer langer werden und ihre Stabilität einen Punkt erreicht, bei dem aus Sicherheitsgründen Herzstücke mit lose aul liegenden Verbindungsschienen nicht mehr eingesetzt werden können.

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

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Enden der Verbindungsschiene in Form eines gleichschenkligen Dreiecks durch gleichmäßige elastische Biegung um die halbe Schienenkopfbreite an den entsprechenden einseitig spitzen Enden der Fahrschienen unter Ausbildung einer kontinuierlichen Schienenkopfprofilierung zur Anlage kommen.

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

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

einen ruhigen, störungsfreien Überlauf der Räder.

Die horizontale Verstellung der Verbindungsschiene wird zweckmäßigerweise durch an sich bekannte Gleitstühle vorgenommen, auf denen die Verbindungsschiene fest gelagert ist. Diese Gleitstühle ermöglichen die gegenläufige Querbewegung der Enden der Verbindungsschiene bei deren Drehung, mit der die Anlage dieser spitzen Enden der Verbindungsschiene an die Enden der Fahrschienen hergestellt wird. Die unterschiedliche Steigung der in voller Kopfbreite schräg abgearbeiteten Enden der Fahrschienen und den

beidseitig spitz auslaufend zur Mittellinie des Schienenkopfes abgearbeiteten Enden der Verbindungsschiene wird durch eine elastische Biegung der Enden der Verbindungsschiene um die halbe Kopfbreite ausgeglichen. Dabei wird die kontinuierliche Schienenkopfprofilierung geschaffen. Bei Weichen, in denen der Halbmesser des abzweigenden Stranges durch das Herzstück geht, wird bei der Stellung »abzweigend« die Verbindungsschiene in ihrer ganzen Länge entsprechend diesem Halbmesser elastisch gebogen und in Anlage an die abbiegende Schiene gebracht. Die Gleitytühle sorgen weiter dafür, daß mittels in den Gleitstühlen angeordneter an sich bekannter Verriegelungselemente die bei der Anlage im gespannten Zustand befindliche Verbindungsschiene in ihrer Stamm- bzw. abzweigenden Stellung unverrückbar gelagert ist.

Der Einsatz und die Wirkungsweise der Gleitstühle ist ausführlich in der DE-OS 28 17 782 beschrieben. Die Gleitstühle übernehmen auch die von den überrollenden Rädern- verursachten horizontalen und vertikalen Kräfte. Die zwischen den Gleitstühlen befindlichen Schienenlager, auf denen die Fahrschienen und deren zungenprofilähnlich abgearbeitete Enden fest angeordnet sind, dienen zusätzlich zur Abstützung der Verbindungsschiene.

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

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

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

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

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

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

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

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

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden nä'ier erläutert. Es zeigt

F i R. 1 Draufsicht auf das Herzstück in einer Weiche.

F i g. 2 Draufsicht auf den Herzstückbereich,
F i g. 3 Draufsicht auf den linken Teil dss Herzstückes im vergrößerten Maßstab aus der F i g, 2,
Fig.4 den Schnitt C-D aus der Fig.7 in der Seitenansicht,

F i g. 5 Draufsicht auf die F i g. 4,
Fig.6 den Schnitt A-B aus der Fig.7 in der Seitenansicht,

F i g. 7 und 8 Draufsichten auf ein Herzstück in seinen

ίο beiden Endstellungen.

Die F i g. 1 zeigt eine Zungenweiche mit Herzstück in schematischer Darstellung. Das Herzstück besteht aus der sich um den Schnittpunkt M drehbar gelagerten Verbindungsschiene 1 mit ihren schräg bearbeiteten Enden 2, 2' und dem schienenprofilaufweisenden Mittelteil 1', den querbeweglichen Gleitstühlen 3, auf welchen die Verbindungsschiene 1 befestigt ist, den fest angeordneten Schienenlagern 4, auf welchen die mit zungenprofilähnlichen Bearbeitungen versehenen Enden 5,5' der im Herzstück unterbrochenen Fahrschiene 6 des Stammgleises sowie die mit zungenprofilähnlichen Bearbeitungen versehenen Enden 7, T der im Herzstück unterbrochenen Fahrschiene 8 des Abzweiggleises befestigt sind.

In der F i g. 2 ist die um den Schnittpunkt Mdrehbare und in uezug auf die spitzen Enden querbewegliche und auf den Gleitstühlen 3 befestigte Verbindungsschiene 1 in ihrer Mittelstellung (nicht anliegend) abgebildet Die Enden 2, 2' der Verbindungsschiene 1 sind beidseitig symmetrisch zur Mittellinie der Verbindungsschiene 1 in der Form eines gleichschenkeligen Dreiecks ausgearbeitet.

Die Enden 5,5' und 7, T der Fahrschienen (i und 8 sind einseitig in gleicher Länge wie die Enden 2, 2' der

J5 Verbindungsschiene 1 zungenprofilähnlich ausgearbeitet.

In der F i g. 3 ist zum besseren Verständnis nur der linke Teil des Herzstückes aus F i g. 2 in vergrößerter Ausführung dargestellt Sie zeigt das Ende 2 der Verbindungsschiene 1 in formschlüssiger Anlage an das Ende 5 der Fahrschiene 6. Die Seitenlänge von Punkt c bis d der Fahrschienenenden 5 und 7 entspricht der Seitenlänge a bis b des Endes 2 der Verbindungsschiene 1. Beim horizontalen Umstellvorgang kommt zunächst der Punkt a des Endes 2 der Verbindungsschiene 1 mit dem Punkt c der Enden 5 und 7 in Anlage. Bis zur Endlage der Verbindungsschiene 1 wird nun das Ende 2 über seine Seitenlänge von Punkt a bis b elastisch um die; halbe Schienenkopfbreite k vom Punkt b ab gebogen.

Die Abmessungen x\ bzw. Χι entsprechen der verbleibenden Schienenkopfbreite nach der Bearbeitung, wobei Xi bzw. x₂ Werte zwischen > 0 und < k annehmen. Dabei ist die Durchbiegung der Verbindungsschiene 1

an allen Punkten gleich ~. Das Ende 2 der Verbindungsschiene 1 und die Enden der Fahrschienen 5 und 7 sind so ausgearbeitet, daß die Bedingungen der Gleichung k = x\ +x₂ erfüllt werden. Dabei bedeutet k = Schienenkopfbreite.

Die Lagerung und Führung der drehbaren und im Zungenbereich querbeweglichen, aus der Fahrschiene gebildeten Verbindungsschiene ist in F i g. 4 und F i g. 5 gezeigt. Auf der Grundplatte 9 sind die Lagerböcke 10 und 11 durch Schweißen fest verbunden. In den Bohrungen der Lagtrböcke 10 und 11 ist die Welle 12 eingepaßt. Auf der Welle 12 ist der aus dem Lagerblock 13 und der darauf befestigten Platte 14 bestehende Gleitstuhl 3 gleitend gelagert. Die Befestieune der

Verbindungsschiene 1 erfolgt über die Klernmstücke 15, die mittels Senkschrauben mit der PIaMe 14 verschraubt sind. Die Klemmstücke 15 dienen gleichzeitig an dieser Stelle den Enden 5' und T als Stützpunkt für die vertikalen Lasten. Die Arretierung der Verbindungsschiene 1 in ihrer von der Geometrie der Weiche jeweilig geforderten gespannten Lage Übernehmen die Gewindestangen 16 und 17. Die Gewindestangen 16 und 17 in den Ausnehmungen 18 bzw. 19 stellen den genau definierten Abstand bis zum in den Ausnehmungen 20 bzw. 21 gelagerten Verriegelungselement; 22 bzw. 23 her. Die Gewindestangen 16 und 17 werden mit den Sechskantmuttern 24 und den Scheiben 25 gekontert.

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

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

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

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

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

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

In den F i g. 7 und 8 wird die Verbindungsschiene 1 beim Umstellvorgang von »gerade« (Fig.7) in die abzweigende Stellung (Fig.8) gezeigt Die Verbindungsschiene 1 befindet sich im gespannten Zustand in Anlage an den Enden 5,5' der Fahrschiene 6.. Die starren Enden der Fahrschienen 6 und 8 sind dabei auf den Rippenplatten 49 mit dem Unterbau verbunden. Innerhalb des Herzstückbereiches sind diese Schienen auf den Schienenlagern 4 befestigt und liefen lose auf den Gleitstühlen 3 auf. Die querverstellbnre Verbindungsschiene 1 ist mit den Gleitstühlen 3 befestigt und liegt lose auf den Schienenlagern 4 auf. Die in den Gleitstühlen 3 angeordneten Verriegelungselemente 22, 23 sind jeweils beidseitig untereinander mit dem Gestänge 50 verbunden. Die Umstellung der Verriegelungselemente 23 erfolgt in dem linken Teil des Herzstückes durch die einfach wirkenden Hubzylinder 51,52 sowie im rechten Teil des Herzstückes durch die einfach wirkenden Hubzylinder 53, 54. Die Umstellung der Verriegelungselemente 22 wird in dem linken Teil des Herzstückes durch die einfach wirkenden Hubzylinder 55, 56 bewirkt sowie im rechten Teil des Herzstückes durch die einfach wirkenden Hubzylinder 57, 58. Die Prüfung auf richtige Stellung der Verriegelungselemente 22, 23 geschieht über die Endschalter 59 bis 74. In der Stellung »gerade« (F i g. 7) υ haben die Hubzylinder 55,58 die Verriegelungselemente 22 über das Gestänge 50 in die entriegelte Stellung gebracht. Damit sind die Endschalter 63, 65, 68, 70 betätigt, während die Endschalter 64,66,67,69 entlastet sind. Die Hubzylinder 51,54 haben die Verriegeiungseiemente 23 in die verriegelte Stellung gebracht. Damit sind die Endschalter 60,62,71,73 betätigt, während die Endschalter 59, 61, 72, 74 entlastet sind. Über diese Kombiantion der Endschalterstellungen kann die Fahrstraßenfreimeldung für den geraden Strang abgeleitet werden.

Die sichere, unverrückbare Arretierung der querbeweglichen Verbindungsschiene 1 erfolgt durch die Verriegelungselemente 23, die den Gewindestangen 16 als Stückpunkt dienen, um damit die unter Spannung angepreßte Verbindungsschiene 1 an den Enden 5,5' zu halten.

Der Umstellvorgang von der Stellung »gerade«, wie in der F i g. 7 dargestellt, in die Stellung »abzweigend«, wie in F i g. 8 gezeichnet, läuft nun folgendermaßen ab: Die Differentialzylinder 26, wie in F i g. 4 gezeigt, werden so in Betrieb gesetzt, daß die Verbindungsschie-ηε 1 zunächst stark gegen die Enden 5, 5' der Fahrschiene 6 gepreßt wird und damit die Gewindestangen 16 geringfügig von den Verriegelungselementen 23 abrücken. Nachdem die Verriegelungselemente frei sind, werden die Hubzylinder 52, 53 in Tätigkeit gebracht und die Verriegelungselemente 23 über das Gestänge 50 in die entriegelte Stellung gebracht. Ist dieser Stellvorgang ordnungsgemäß erfolgt, müssen die Endschalter 59, 61, 72, 74 betätigt und die Endschalter 60, 62, 71, 73 entlastet sein. Diese Endschalterstellung löst die Umpolung der Kraftrichtung an den Differentialzylindern 26 aus. Die Differentialzylinder drücken die Verbindungsschiene 1 in die abzweigende Stellung so und pressen sie dann an die starren Enden 7, ">' der Fahrschiene 8, und zwar so, daß für die anschließende Verriegelung der Weg für die Verriegelungselemente 22 frei ist Jetzt können die Hubzylinder 56, 57 die Verriegelungselemente 22 über das Gestänge 50 in die verriegelte Stellung bringen. Wird der Antriebsdruck für die Differentialzylinder 26 abgeschaltet, werden die Gewindestangen 17 durch die Rückwirkung der Anpreßkraft zwischen der Verbindungsschiene 1 und den Enden 7, T an die Verriegelungszylinder 22 gedruckt Ist die Verriegelung einwandfrei, müssen die Endschalter 64, 66, 67, 69 betätigt und die Endschalter 63, 65, 68, 70 entlastet sein. Bei dieser Endschalterstellung wird der Hydraulikantrieb außer Betrieb gesetzt

Über die in der F i g. 8 dargestellte Kombiantion der Endschalterstellung — Endschalter 59,61,64,66,67,69,

72, 74 betätigt, 60, 62, 63, 65, 68, 70, 71, 73 entlastet - kann die Fahrstraßenfreimeldung für den abzweigenden

Strang abgeleitet werden.

!Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Herzstück für Weichen, insbesondere für Schnellfahrweichen, mit einer die Lücke zwischen den Schienenpaaren des geraden bzw. des abzweigenden Gleises schließenden, drehbar angeordneten Verbindungsschiene, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden (2,2') der Verbindungsschiene (1) in Form eines gleichschenkligen Dreiecks durch gleichmäßige elastische Biegung um die halbe Schienenkopfbreite an den entsprechenden einseitig spitzen Enden (5,5' bzw. 7, T) der Fahrschienen (6,8) unter Ausbildung einer kontinuierlichen Schienenkopfprofilierung zur Anlage kommen.

2. Herzstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschiene (1) mit ihren Enden (2,2') auf Gleitstühlen (3) fest gelagert ist und auf Schienenlagern (4) aufliegt

3. Herzstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß. die Verbindungsschiene (i) ein dem Schienenprofil entsprechendes Mittelteil (1') aufweist, an das die spitzen Enden (2, 2') angeschweißt sind.

4. Herzstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrschienpn (6 bzw. 8) mit ihren zungenprofilähnlich ausgebildeten Enden (5,5' bzw. 7, T) auf Schienenlagern (4) befestigt sind und auf Gleitstühlen (3) aufliegen.

5. Herzstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daii das Schienenlager (4) aus einer Auflage (40) besteht, die über AuflagejMatten (43) mit dem auf einer gemeinsamen Grundplatte (47) aufgeschweißten Bock (48) verbunden ist.

6. Herzstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schienenlager (4) durch zwischen den Auflageplatten (43) des Bockes (48) und der Auflage (40) eingeschobene Keile (42) vertikal justierbar ist.

7. Herzstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schienenlager (4) durch in die Auflageplatten (43) des Bockes (48) eingelassene Langlöcher horizontal justierbar ist