Die Erfindung bezieht sich auf eine Rolleneinrichtung für eine einem ersten Schienenabschnitt wie Backenschiene zugeordneten, zu diesem entlang eines Verstellwegs verstellbaren und an diesem anlegbaren bzw. mit diesem verriegelbaren zweiten Schienenabschnitt wie Weichenzunge umfassend eine Unterlage wie Gleitstuhl für den zweiten Schienenabschnitt sowie diesem entlang des Verstellwegs zugeordnete und vorzugsweise von einer gemeinsamen Halterung ausgehende federnde oder federnd gelagerte Rollenelemente, auf die der zweite Schienenabschnitt zumindest während des Versteilens abstützbar ist.
Eine entsprechende Rolleneinrichtung ist der EP 0 532 860 A1 zu entnehmen. Um sicherzustellen, daß eine Weichenzunge auch dann nicht auf einen Gleitstuhl schlägt, wenn eine Schwingungsanregung erfolgt, ist vorgesehen, daß die Rollenelemente auf zumindest zwei Federelemente unterschiedlicher Kennlinien abgestützt sind, wobei eines der Federelemente eine im wesentlichen konstante Steifigkeit und das andere Federelement eine veränderliche Steifigkeit aufweist. Dabei sind die Federelemente derart mechanisch miteinander gekoppelt, daß bei durch die Weichenzunge belasteten Rollenelementen jedes Federelement einen federfähigen Zustand aufweist.
Durch diese Maßnahmen konnte erstmals sichergestellt werden, daß die Weichenzunge, sofern diese nicht verriegelt ist, bei Schwingungseinleitungen auf den Gleitstuhl nicht schlagen kann.
Während des Verstellen, und zwar dann, wenn die Weichenzunge von der verriegelten in die geöffnete Stellung bewegt werden soll, können Kraftspitzen auftreten, die durch das Anfahren des Weichenzungenfußes auf die in etwa 5 mm über den Gleitstuhl vorstehenden Rollenelemente verursacht werden können; denn in verriegelter Stellung ruht die Weichenzunge nach dem Stand der Technik allein auf dem Gleitstuhl und wird erst nach dem Entriegeln und Verstellen der Weichenzunge von den erwähntermaßen im unbelasteten Zustand in etwa 5 mm über den Gleitstuhl vorstehenden Rollen erfaßt und durch diese angehoben.
Aus der DD 56 536 ist eine Weichenzungenrolleneinrichtung bekannt, die mit einer Rolle verbunden ist, die beim Verschieben der Weichenzunge auf einer Fläche abrollt.
Nach der DE-AS 10 56 641 wird eine Weichenzunge auf einer Stützrolle verfahren, die im erheblichen Umfang über einen Lagerbock vorsteht.
Bei einer Weichenzungenrollvorrichtung nach der DD 61 558 wird eine Weichenzunge auf Rollen abgestützt, um die Gleitreibung beim Verstellen zu reduzieren.
Aus der AU-B- 0 552 880 ist eine Rolleneinrichtung der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei der eine zu einer Backenschiene verstellbare Zunge stets auf Rollen abgestützt ist, sei es, dass die Zunge unmittelbar auf den Rollen aufliegt oder diese sich ihrerseits auf einen Gleitstuhl abstützen. Da die Weichenzunge stets auf den Rollen ruht, erfolgt eine punktuelle Abstützung, die zu starken Belastungen der Rollen führen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Rolleneinrichtung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß mögliche Kraftsritzen beim Umstellen des zu dem ersten Schienenabschnitt verstellbaren zweiten Schienenabschnitts unterbunden bzw. reduziert werden, sofern dieser auf Rollenelementen abgestützt werden soll.
Das Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zweite Schienenabschnitt in an dem ersten Schienenabschnitt anliegender Stellung auf zumindest einem der Rollenelemente aufliegt, wobei das erste Rollenelement bei anliegendem bzw. verriegeltem zweiten Gleisabschnitt fluchtend zur freien Oberfläche der Unterlage ausgerichtet ist oder über diese geringfügig vorsteht, oder wobei bei über der freien Oberfläche der Unterlage vorstehendem ersten Rollenelement der zweite Gleisabschnitt gewichtslos oder nahezu gewichtslos auf der Unterlage aufliegt, und daß die entlang des Verstellwegs (V) angeordneten Rollenelemente von der Halterung ausgehen, die über eine elastische Lagerung derart abgestützt ist, daß deren Steifigkeit mit zunehmender Last aufnehmender Fläche zunimmt und daß bei an dem ersten Schienenabschnitt anliegenden zweiten Schienenabschnitt die elastische Lagerung eine Keilform derart aufweist, daß deren Höhe schienenseitig geringer als im entferntliegenden Bereich ist.
Erfindungsgemäß erfolgt sowohl eine Verringerung der Gleitkräfte beim Öffnen des zweiten Gleisabschnitts als auch beim Auffahren des Fußes auf die folgenden Rollenelemente, da die entlang des Verstellwegs angeordneten Rollenelemente von einer gemeinsamen Halterung ausgehen, die ihrerseits über eine elastische Lagerung derart abgestützt ist, daß die Steifigkeit mit zunehmender lastaufnehmender Fläche zunimmt. Dabei ist bei an dem ersten Gleisabschnitt anliegendem zweiten Gleisabschnitt die elastische Lagerung derart keilförmig verformt, daß die Höhe schienenseitig geringer als im entferntliegenden Bereich ist. Hierdurch bedingt verlaufen die Rollen quasi entlang einer von dem zweiten Schienenabschnitt aus betrachtet ansteigenden Geraden mit der Folge, daß der rollenseitige Rand des Fußes des zweiten Gleisabschnitts wie Weichenzunge beim Anfahren des randseitigen Rollenelements diese nahezu tangential berührt, wodurch die unerwünschten Kraftspitzen unterbunden werden.
Aufgrund der Federcharakteristik der elastischen Unterstützung, die aus Elastomermaterial besteht, erfolgt während des Verstellens des zweiten Schienenabschnitts ein langsames Anheben der Halterung, da während des Verstellens die Fläche, über die die Last abgetragen wird, mit der Folge zunimmt, daß sich die Steifigkeit der elastischen Lagerung erhöht. Infolgedessen ist in abliegender Stellung des zweiten Schienenabschnittes die zu Beginn vorhandene Keilform der elastischen Lagerung verlorengegangen.
Um das Elastomermaterial zu entlasten, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß im schienenseitigen Randbereich der elastischen Lagerung eine mechanische, jedoch Federeigenschaften aufweisende Verstärkung vorhanden ist, die z.B. durch ein Tellerfedernpaket realisiert werden kann.
Alternativ können aufeinanderfolgende Rollen unterschiedlich gelagert bzw. voneinander abweichende Federeigenschaften derart aufweisen, daß die dem ersten Schienenabschnitt naheliegende Rolle bei Belastung stärker einsinkt als die entferntliegenden.
Schließlich zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß dann, wenn der zweite Schienenabschnitt bei in bezug auf den ersten Schienenabschnitt abliegender Stellung mit ihrem Fuß zwischen Rollenelemente festgelegt wie festgeklemmt ist, das oberhalb des Fußes verlaufende Rollenelement höhenverstellbar und/oder elastisch gelagert ist.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
In den nachstehenden Figuren, in denen grundsätzlich gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, wird anhand eines Weichenbereichs die erfindungsgemäße Lehre erläutert. Hierdurch erfolgt jedoch keine Einschränkung, da die die Erfindung prägenden Merkmale in all denjenigen Gleisbereichen realisiert werden können, in denen Schienenabschnitte relativ zueinander verstellbar und gegebenenfalls miteinander verriegelt werden.
In den Fig. 1 und 2 ist rein prinzipiell ein Fuß (10) einer Weichenzunge dargestellt, die in Fig. 1 mit einer nichtdargestellten Backenschiene verriegelt bzw. an dieser angelegt und in Fig. 2 zu dieser abliegend angeordnet ist.
Entlang ihres Verstellweges V sind Rollenelemente(12), (14) und (16) angeordnet, die von einer gemeinsamen Halterung (18) ausgehen, die ihrerseits über eine aus vorzugsweise Elastomer bestehenden elastischen Zwischenlage (20) auf einer Unterlage (22) abgestützt ist.
Bei unbelasteten Rollenelementen (12), (14), (16) ragen diese in etwa 5 mm über die Oberfläche einer Abstützung wie Gleitstuhl (24) für die Weichenzunge vor. Wirkt jedoch die Weichenzunge auf die Rollenelemente (12), (14), (16), so werden diese in bezug auf die freie Oberfläche des Gleitstuhls (24) um in etwa 1 mm eingesenkt.
Um beim Verstellen der Weichenzunge (10) Kraftspitzen zu reduzieren, die durch Wechselwirken des vorderen Randes (26) der Weichenzunge mit in deren Verstellweg V angeordneten Rollenelementen (14) und (16) auftreten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Fuß (10) auch bei verriegelter bzw. anliegender Weichenzunge auf einer Rolle (12) aufliegt, die bei anliegender bzw. verriegelter Weichenzunge heruntergedrückt und vorzugsweise mit der Oberfläche des Gleitstuhls fluchtet, wie durch die Fig. 1 angedeutet werden soll.
Durch das Einsenken des Rollenelementes (12) derart, daß ein Fluchten zum Gleitstuhl (24) erfolgt, wird die elastische Zwischenlage (20) dann, wenn eine Lastabtragung nur in ihrem vorderen Bereich, also über das Rollenelement (12) erfolgt, in einem Umfang zusammengedrückt, daß sich eine Keilform ergibt, die rein prinzipiell der Fig. 1 zu entnehmen ist. Hierdurch bedingt ist die im Verstellweg V der Weichenzunge nachfolgende Rolle (14) stärker als normal in bezug auf die freie Oberfläche des Gleitstuhls (24) eingesenkt, so daß der vordere Rand (26) der Weichenzunge das Rollenelement (14) quasi tangential anfährt, wodurch Kraftspitzen beim Verstellen weitgehend ausgeschlossen werden.
Je weiter die Weichenzunge verstellt wird, um so größer wird die Fläche der Zwischenlage (20), über die die Last abgetragen wird, mit der Folge, daß die Steifigkeit zunimmt. Infolgedessen verliert sich die Keilform der Zwischenlage (20), wie die Fig. 2 belegt.
Um die elastische Lagerung (20) in ihrem vorderen schienenseitigen Endbereich (28) zu entlasten, um also einen unerwünschten Verschleiß zu unterbinden, ist des weiteren vorgesehen, daß eine mechanische Verstärkung (30) eingelassen ist, die aus einem Tellerfedernpaket bestehen kann.
In abliegender Stellung ist der Schienenfuß (10) zwischen dem unterseitig angeordneten Rollenelement (16) und einem oberen Rollenelement (32) festgelegt bzw. festgeklemmt, welches sich auf der Oberseite (34) des Fußes (10) abstützt.
Um das Festklemmen im gewünschten Umfang sicherzustellen, ist das Rollenelement (32) einerseits über seine Halterung (36) höhenverstellbar und andererseits elastisch gelagert. Hierzu weist die Halterung (36) einen elastischen Abschnitt (38) auf.
In den Fig. 3 und 4 ist eine Weichenzunge (40) mit ihrem Fuß (10) sowie eine zugeordnete Backenschiene (42) dargestellt, die von einer Platte (44) ausgeht und deren Fuß (46) einerseits von einer Klemmplatte (48) und andererseits von einem sich entlang der Oberseite des Schienenfußes (46) erstreckenden Abschnitt (50) einer Halterung (52) festgelegt ist, die ihrerseits mit der Platte (44) verschweißt sein kann.
Von der Halterung (52) gehen im Ausführungsbeispiel zwei Rollenelemente (54) und (56) aus, auf die sich der Fuß (10) der Weichenzunge (40) sowohl in anliegender als auch in abliegender Stellung abstützt. Dabei fluchtet zumindest das erste Rollenelement (54) mit der freien Oberfläche eines nicht dargestellten Gleitstuhls bzw. ragt über dessen Oberfläche geringfügig vor, sofern eine Belastung durch die Weichenzunge (40) erfolgt. Hierdurch ergeben sich die Vorteile, die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 erläutert worden sind.
Zumindest das Rollenelement (54), das über eine Achse (58) starr gelagert ist, weist einen Schwingmetallaufbau auf, d. h., zwischen einer äußeren metallischen Hülse (62) und einer achsseitigen Hülse (64) ist eine aus elastischem Material bestehende Zwischenlage (66) angeordnet wie einvulkanisiert. Hierdurch erfährt das Rollenelement (54) eine Federeigenschaft derart, daß beim Verstellen der Weichenzunge (40) ein Entlanggleiten auf diesen erfolgt, ohne daß ein zu hohen Reibungsverlusten führendes flächiges Entlanggleiten des Fußes (10) auf dem Gleitstuhl erfolgt. Gleichzeitig wird erreicht, daß beim Verstellen der Weichenzunge das folgende Rollenelement (56), das ebenfalls über eine Achse (60) starr gelagert ist, jedoch geringere Federeigenschaften aufweist, quasi tangential angefahren wird.