AT403462B - Einrichtung zum umstellen von weichen - Google Patents

Description

AT 403 462 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Umstellen von Weichen mit einer Mehrzahl von miteinander parallel oder in Serie geschaltet verbundenen hydraulischen Zylinderkolbenaggregaten, welche je einen schwimmenden Kolben bzw. Plunger zwischen zwei Arbeitsräumen geführt enthalten und in Schienenlängsrichtung versetzt angeordnet und mit einem hydraulischen Antriebsaggregat verbunden sind. Bei derartigen Einrichtungen zum Umstellen von Weichen ist es bekannt, die Verbindung der einzelnen Verschlüsse mit einem mechanischen Gestänge durchzuführen. Eine derartige mechanische Verbindung einer Mehrzahl von Stelleinrichtungen bzw. Verschlüssen erfordert aber relativ viel Platz sowie eine große Anzahl von voneinander verschiedenen Einzelteilen. Zusätzlich zu dem erhöhten Platzbedarf wird bei einer derartigen mechanischen Verbindung die Stopfbarkeit der Zungenvorrichtung beeinträchtigt und es wird darüberhinaus eine ungünstige einseitige Massenverteilung an einer Weiche bewirkt.

Aus der EP-A2 480 303 ist bereits eine hydraulische Stelleinrichtung bekannt, bei welcher über eine Hydraulikstation eine Mehrzahl von einzelnen Verstellzylindem angesteuert wird. Aus der DE-B2 1952823 sind unterschiedliche Schaltungsanordnungen für die Reihenschaltung oder die Parallelschaltung einer Mehrzahl derartiger hydraulischer Stelleinrichtungen bekannt.

Aus der DE-PS 21 44 564 A1 ist ein Weichenstellsystem bekannt, bei welchem Stellzylinder der Weichenzungen in Reihe geschaltet werden. Die Steuerung des Weichenstellsystems übernimmt ein elektromechanisch betätigbares Steuerventil, welches als 4/3*Wegeventil ausgebildet ist und die exakte Einstellung der Zungenendlagen bewirken soll, wobei es jedoch zu einer unterschiedlichen Belastung der einzelnen Stellzylinder kommen kann, da das Erreichen der Zungenendlagen nicht genau voreingestellt werden kann.

Aus der DE-PS 19 10 070 A1 ist eine hydraulische Weichenstelleinrichtung bekannt, bei der die Einstellung zulässiger Festhalte- und Auffahrkräfte dadurch erzielt wird, daß zwischen den Arbeitsräumen der Stellzylinder mehrere Überdruckventile angeordnet ist, welche sich als einem einstellbaren Druck öffnen, wodurch ein Druckmittelaustausch zwischen gegenläufigen Stellzylindern ermöglicht wird.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche in einfacher Weise nachträglich in bestehende Umsteilvorrichtungen von Weichen eingebaut werden kann und bei welcher der Aufwand für eine entsprechend aufwendige Steuerung entfallen kann. Insbesondere zielt die Erfindung hiebei darauf ab, trotz einer nur geringe verschiedene Bauteile erfordernden einfachen Bauweise ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Störungsunanfälligkeit zu gewährleisten. Vor allem soll erfindungsgemäß auch bei geringen Fluidverlusten und ohne aufwendige volumetrische Regelung des Hydraulikantriebes die jeweils gewünschte Verschiebelage sicher erzielt werden. Schließlich soll die erfindungsgemäße Einrichtung in einfacher Weise als Austausch für mechanische Einrichtungen bekannter Bauweise Verwendung finden können, um die Stopfbarkeit der Zungenvorrichtung zu verbessern und die einseitige Massenverteilung an der Weiche zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Aufgabe im wesentlichen darin, daß die schwimmenden Kolben bzw. Plunger innerhalb ihres Verschiebeweges mit Aufstoßventilen Zusammenwirken. Die Ansteuerung unterschiedlicher Verstellpositionen längs des Schienenweges wird durch diese mittels der Aufstoßventile sperr- bzw. durchschaltbare Verbindung erreicht. Abhängig von der Kolben- bzw. Plungerstellung wird hiebei diese Verbindung geöffnet oder unterbrochen. Bei einer Unterbrechung der Verbindung wird die Sollposition der Stelleinrichtung genau erreicht. Eine derartige hydraulische Stelleinrichtung mit schwimmenden Kolben bzw. Plungern bildet somit neben seiner kompakten Bauweise auch in einfacher Weise die Anpassung an die jeweils gewünschten Erfordernisse. Durch ein separates in vorteilhafter Weise reversierbares hydraulisches Antriebsaggregat wird bei einem Umstellvorgang Fluid in die Arbeitsräume von identisch aufgebauten Zylinderkolbenaggregaten verdrängt, wodurch unmittelbar die Kopplung mit benachbarten Zylinderkolbenaggregaten erzielt werden kann. Insgesamt kann eine derartige Einrichtung mit identisch bauenden Zylinderkolbenaggregaten besonders einfacher Bauweise aufgebaut werden, wobei zur Verbindung zwischen benachbarten Zylinderkolbenaggregaten lediglich entsprechende Hydraulikleitungen vorzusehen sind. Die Zusammenschaltung erfolgt jeweils so, daß eine gleichsinnige Verstellung benachbarter Zylinderkolbenaggregate bewirkt wird, wenn Medium aus dem hydraulischen Antriebsaggregat ausgepreßt wird. In besonders einfacher Weise ist die erfindungsgemäße Ausbildung so weitergebiidet, daß die Aufstoßventile in einer die beiden Arbeitsräume verbundenen Bohrung des Kolbens bzw. Plungers angeordnet sind, wobei die jeweils in die einander gegenüberliegenden Arbeitsräume eintauchenden Stirn- oder Ringflächen des Kolbens bzw. Plungers identische Querschnittsfläche aufweisen können. Ein derartiger schwimmender Kolben bzw. Plunger stellt eine konstruktiv besonders einfache, betriebssichere und kompakte Baueinheit dar, welche mit geringem Platzbedarf jeweils an der gewünschten Stelle angeordnet werden kann. Es kann eine Mehrzahl von identischen derartigen Zylinderkoibenaggrega-ten vorgesehen sein, wobei der wesentliche Vorteil darin liegt, daß jeweils identische Querschnittsflächen mit Druckmittel beaufschlagt werden, wodurch sich eine synchrone Bewegung ergibt. Die Ansteuerung 2

AT 403 462 B unterschiedlicher Versteilpositionen längs des Schienenweges wird durch diese mittels der Aufstoßventile sperr- bzw. durchschaltbare Verbindung erreicht. Abhängig von der Kolben- bzw. Plungerstellung wird hiebei diese Verbindung geöffnet oder unterbrochen. Bei einer Unterbrechung der Verbindung wird die Soliposition der Stelleinrichtung genau erreicht. Eine derartige hydraulische Stelleinrichtung mit schwimmenden Kolben bzw. Plungern bildet somit neben seiner kompakten Bauweise auch in einfacher Weise die Anpassung an die jeweils gewünschten Erfordernisse.

Zur Kopplung der hydraulischen Steilvorrichtungen mit den mechanischen Stelleinrichtungen kann die Ausbildung mit Vorteil so getroffen sein, daß der Kolben bzw. Plunger ein Lager, inbesondere einen Kulissenstein mit einer Ringnut oder ein Lagerauge zwischen seinen freien Enden aufweist und daß das Lager aus einer Durchbrechung des Zylinders vorragend oder zwischen zwei ortsfest festgelegten Zylindern angeordnet ist. Auch hier ist wiederum eine besonders einfache und betriebssichere kompakte Ausbildung möglich, welche sich auch für den nachträglichen Einbau in einfacher Weise eignet.

Anstelle der eingangs erwähnten Plunger bzw. schwimmenden Kolben kann, wie bereits oben erwähnt, jeweils die Ringfläche eines Kolbens den geforderten identischen Arbeitsquerschnitt in beide Verschieberichtungen gewährleisten. Eine besonders einfache Konstruktion wird in diesem Falle dadurch erreicht, daß der Kolben mit einer durchgehenden und die Zylinder dichtend durchsetzenden Kolbenstange starr verbunden ist und daß die Kolbenstange oder der Zylinder ortsfest festgelegt ist.

Um ein hohes Maß an Betriebssicherheit zu gewährleisten, ist mit Vorteil das Gesamtsystem unter einem vorbestimmten Überdruck gegenüber dem atmosphärischen Druck eingestellt. Auf diese Weise können Temperaturschwankungen, welche zu einer Druckänderung führen könnten, gepuffert werden, wofür mit Vorteil die Ausbildung so getroffen ist, daß die Arbeitsräume der Zylinderkolbenaggregate über Überdruckventile mit einem Druckspeicher verbunden sind. In besonders einfacher Weise sind hiebei die Überdruckventile als aufsteuerbare Rückschlagventile ausgebildet, wobei derartige aufsteuerbare Rückschlagventile ein hohes Maß an Betriebssicherheit ergeben. Bei hohen Betriebstemperaturen wird Medium durch Aufsteuerung der Rückschlagventile in den Druckspeicher hinausgepreßt, wohingegen bei einem Absinken des Druckes der Druck über die Rückschlagventile in das System wiederum zur Verfügung gestellt werden kann. Um bei einer derartigen Ausbildung sicherzustellen, daß dann, wenn im Leitungssystem ein Leck auftritt, die Betriebssicherheit durch rechtzeitige Warnung weiterhin gewährleistet ist, kann die Ausbildung in besonders einfacher Weise so getroffen sein, daß an die Pumpenarbeitsräume je ein druckgesteuertes Wegeventil angeschlossen ist, welches bei Unterschreiten eines vorgegebenen Druckes in Schließstellung gelangt, wodurch sichergestellt ist, daß in diesem Fall sämtliche Stelleinrichtungen blockiert werden. Ein Blockieren der Stelleinrichtungen würde vom mechanischen Stellantrieb und den entsprechenden Kontrollvorrichtungen für den mechanischen Stellantrieb an der entsprechenden Stelle signalisiert werden, sodaß die Behebung des Schadens unmittelbar veranlaßt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig.1 eine Draufsicht auf einen Teilbereich einer Schienenweiche, Fig.2 ein Detail der Verbindung eines Zylinderkolbenaggregates mit einer mechanischen Schieberstange, Fig.3 eine schematische Teilansicht der Darstellung nach Fig.2, Fig.4 eine vergrößerte Darstellung des hydraulischen Zylinderkolbenaggregates teilweise im Schnitt, Fig.5 eine Draufsicht auf die Darstellung nach Fig.4, Fig.6 eine schematische Darstellung der hydraulischen Verbindung der einzelnen Zylinderkolbenaggregate, Fig.7 eine alternative Ausbildung von Zylinderkolbenaggregaten für die erfindungsgemäße Einrichtung und Fig.8 eine schematische Ansicht der in eine Weiche eingebauten Ausbildung nach Fig.7. ln Fig.1 sind schematisch Schienen 1 angedeutet, welche mit Schwellen 2 verbunden sind. Im Bereich einer Weiche sind zusätzlich zu den Regelschienen 1 Zungenschienen 3 vorgesehen, welche über ein separates reversierbares hydraulisches Antriebsaggregat, welches schematisch mit 4 bezeichnet ist, in ihre jeweilige Position gebracht werden können. Das hydraulische Antriebsaggregat 4 wirkt hiebei über ein hydraulisches Gestänge 5 und die hydraulischen Zylinderkolbenaggregate 6 auf die Zungenschienen 3. Es sind mehrere hydraulische Zylinderkolbenaggregate 6 im Schienenverlauf ersichtlich, welche miteinander gekoppelt sind. Bei der Darstellung in Fig.2 sind die hydraulischen Zylinderkolbenaggregate 6 mit den Schieberstangen 7 deutlicher ersichtlich. Die Zylinderkolbenaggregate 6 weisen einen Kulissenstein 8 auf, in welchen ein Bolzen 9 der Schieberstange 7 eingreift. Bei Betätigung der Schieberstange 7 wird der Kulissenstein und damit der Kolben der hydraulischen Zylinderkolbenaggregate verschoben, wodurch aus dem jeweiligen Arbeitsraum Medium ausgepreßt wird. In Fig.3 ist die Art der Festlegung der hydraulischen Zylinderkolbenaggregate 6 an der Schwelle 2 verdeutlicht. Die Festlegung erfolgt über ein Anschlagblech 10, welches an der Schwelle 2 festgelegt ist. Die hydraulischen Zylinderkolbenaggregate 6 benötigen hiebei relativ geringen Platz, sodaß das Stopfen des Unterbaues nicht beeinträchtigt wird.

Die Funktionsweise der hydraulischen Zylinderkolbenaggregate und ihre bevorzugte Ausgestaltung ist in den Fig.4 und 5 näher erläutert. In Fig.4 und 5 ist ein Plunger 11 aufweisendes hydraulisches 3

Claims (7)

1. AT 403 462 B Zylinderkolbenaggregat 6 ersichtlich. Die Plunger 11 tauchen über Dichtungen 12 in die jeweiligen Arbeitsräume 13 der hydraulischen Zylinderkolbenaggregate, und bei einer Verschiebung des Plungers 11 in einer der Richtungen des Doppelpfeiles 14 wird jeweils Medium aus dem entsprechenden Arbeitsraum 13 ausgepreßt. Die Hydraulikanschlüsse münden an die außenliegenden Durchbrechungen 15 im jeweiligen Arbeitsraum 13. Der Kulissenstein ist wiederum mit 8 bezeichnet, über welchen die mechanische Kopplung erfolgt. Zum Schutz der Einrichtung ist weiters eine Gummimanschette 16 vorgesehen. In Fig.5 ist die Einrichtung nach Fig.4 in der Draufsicht ersichtlich. Wie sich aus der Darstellung nach Fig.4 gleichfalls ergibt, sind bei einer derartigen Ausbildung des hydraulischen Zylinderkolbenaggregates jeweils zu beiden Seiten gleiche Querschnitte wirksam. Die Festlegung der Zylinder des hydraulischen Zylinderkolbenaggregates erfolgt über Bolzen 17 am Winkelblech 10. Wie sich aus Fig.6 ergibt, werden die Arbeitsräume 13 miteinander und mit einem separaten hydraulischen Antriebsaggregat 4 über Hydraulikleitungen 5 z.B. parallel mit dem hydraulischen Antriebsaggregat 4 verbunden, wobei die Verbindung dergestalt geregelt erfolgt, daß bei einer Verschiebung des ersten hydraulischen Zylinderkolbenaggregates alle weiteren Hydraulikzylinderkolbenaggregate6 zu gleichsinniger Verschiebung gekoppelt sind. Wenn parallel oder in Serie geschaltete Hydraulikzylinderkolbenaggregate einen vom Weg des verwendeten hydraulischen Zylinderkolbenaggregates verschiedenen Weg zurücklegen soll, müssen Aufstoßventile 18 in den Bohrungen 19 entsprechend eingestellt werden. Die Hydraulikleitungen 5 enthalten eine Reihe von Ventilen, um den Druck unter Betriebsbedingungen konstant zu halten und um unzulässige Situationen sicher erfassen zu können. Im einzelnen ist ein federbelastetes Ventil 20 vorgesehen, welches vom Hydraulikdruck in den Leitungen 5 beaufschlagt wird. Wenn der Druck in den Hydraulikleitungen 5 unter einen Grenzwert absinkt, wird die Kraft der Feder des federbelasteten Ventiles 20 das federbelastete Ventil 20 in die Schließstellung verschieben, sodaß eine weitere Verschiebung des Hydraulikzylinderkolbenaggregates 6 verhindert wird. In diesem Falle wird der Weichenantrieb blockiert und eine entsprechende Störmeldung abgegeben. Es ist weiters ein Druckspeicher 21 vorgesehen, welcher über Überströmventile bzw. Rückschlagventile 22 mit den jeweiligen Hydraulikleitungen 5 verbunden ist. Die Überströmventile bzw. Rückschlagventile sind so geschaltet, daß bei einem Anstieg des Druckes aufgrund von thermischer Ausdehnung Fluid in den Speicher 21 gepreßt wird und umgekehrt bei einem geringfügigen Absinken des Druckes Fluid aus dem Hydraulikspeicher 21 in die Leitungen 5 zurückgepreßt wird. Erst bei einem Leck und bei einem entsprechenden Druckabfall auch im Speicher 21 werden die federbelasteten Sicherheitsventile 20 wirksam. In Fig.7 ist wiederum eine abgewandelte Ausbildung der hydraulischen Zylinderkolbenaggregate ersich-tich. Auch hier ist wiederum zum Zwecke, gleiche Arbeitsflächen mit Fluid zu beaufschlagen, die Ausbildung so getroffen, daß in die beiden Arbeitsräume 13 jeweils gleiche Querschnitte eines Kolbens zur Wirkung gelangen. Der Kolben 23 ist mit einer Kolbenstange 24 verbunden und es wird im vorliegenden Fall jeweils die Ringfläche wirksam oder beaufschlagt. Im übrigen finden bei dieser Ausbildung die gleichen Bauteile wie bei der Ausbildung nach Fig.6, und es wurden hier wiederum die gleichen Bezugszeichen verwendet. In Fig.8 sind koaxial zum Antrieb nach Fig.7 angeordnete Verschlüsse ersichtlich. Mit 6 ist hiebei wieder das hydraulische Zylinderkolbenaggregat des Antriebes und mit 25 der jeweils für jede Umstellage gesonderte Verschluß bezeichnet. Patentansprüche 1. Einrichtung zum Umstellen von Weichen mit einer Mehrzahl von miteinander parallel oder in Serie geschaltet verbundenen hydraulischen Zylinderkolbenaggregaten (6), welche je einen schwimmenden Kolben (23) bzw. Plunger (11) zwischen zwei Arbeitsräumen (13) geführt enthalten und in Schienenlängsrichtung versetzt angeordnet und mit einem hydraulischen Antriebsaggregat (4) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die schwimmenden Kolben (23) bzw. Plunger (11) innerhalb ihres Verschiebeweges mit Aufstoßventilen (18) Zusammenwirken.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstoßventile (18) in einer die beiden Arbeitsräume (13) verbundenen Bohrung (19) des Kolbens (23) bzw. Plungers (11) angeordnet sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Kolben (23) bzw. Plunger (11) ein Lager, inbesondere einen Kulissenstein (8) mit einer Ringnut oder ein Lagerauge zwischen seinen freien Enden aufweist und daß das Lager aus einer Durchbrechung des Zylinders vorragend oder zwischen zwei ortsfest festgelegten Zylindern angeordnet ist. 4 AT 403 462 B
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (23) mit einer durchgehenden und die Zylinder dichtend durchsetzenden Kolbenstange (24) starr verbunden ist und daß die Kolbenstange (24) oder der Zylinder ortsfest festgelegt ist.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsräume (13) der Zylinderkolbenaggregate (6) über Überdruckventile mit einem Druckspeicher (21) verbunden sind.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckventile als aufsteuerbare Rückschlagventile (22) ausgebildet sind. 70
7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Pumpenarbeitsräume je ein druckgesteuertes Wegeventil (20) angeschlossen ist, welches bei Unterschreiten eines vorgegebenen Druckes in Schließstellung gelangt. 15 Hiezu 6 Blatt Zeichnungen 25 30 35 40 45 50 5 55