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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Funktionsüber- prüfung von Vorrichtungen für die Umstellung beweglicher Weichenteile, bei welchen die beweglichen Weichenteile über eine Koppelstange miteinander verbunden sind.
Eine Vorrichtung für die Umstellung beweglicher Weichen- teile ist beispielsweise aus der AT 405 925 B bekanntgeworden.
Bei dieser bekannten Einrichtung sind zwei relativ zueinander axial verschiebliche Teile in eine in wenigstens einer Bewegungsrichtung kraftschlüssig miteinander gekoppelte Lage verschiebbar, wobei die relativ zueinander verschieblichen Teile von einem Rohr und einer im Rohr geführten Stange gebildet sind und zumindest teilweise in einem ortsfesten Aussenrohr angeordnet sind. Die Verriegelungsglieder für die Endlagenverriegelung sind von Kugeln gebildet, welche mit den zueinander axial verschieblichen Teilen und dem Aussenrohr zusammenwirken und in radialer Richtung in eine Verriegelungslage in einer Ausnehmung bzw. Innenringnut des Aussenrohres verschiebbar sind.
Die im Rohr geführte Stange ist dabei gleichzeitig als Kolbenstange für ein hydraulisches Zylinderkolbenaggregat ausgeführt, sodass die aus der AT 405 925 B bekannte Einrichtung nicht nur eine Endlagenverriegelung für bewegliche Weichenteile sicherstellt, sondern gleichzeitig auch die Umstellung der Weiche bewirkt.
Zusätzlich ist bei der bekannten Einrichtung eine starre Koppelstange vorgesehen, über welche die Weichenzungen verbunden sind, sodass bei einer Verstellung einer Zunge die entsprechend korrespondierende Bewegung der zweiten Zunge kraftschlüssig sichergestellt ist.
Zur Überprüfung der korrekten Funktionsweise derartiger Endlagenverriegelungs- und Umstellvorrichtungen sind bereits zahlreiche Vorschläge bekanntgeworden. Beispielsweise sind in der AT 405 925 B Sensoren beschrieben, welche der Stirnseite des hydraulischen Zylinderkolbenaggregates bzw. Zylinders benachbart sind und so den Abstand des mit der Zunge verbundenen rohrförmi- gen Bauteiles von der geforderten Endlage signalisieren. Ein Bruch der Koppelstange führt beispielsweise dazu, dass die gleichsinnige Bewegung der beiden Zungen nicht mehr gewährlei- stet ist, sodass die sich von der Anlage in die Ablage bewegende
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Zunge über eine gesonderte Verriegelungsnut in einer Position gegen weitere Verschiebung gesichert wird, in welcher eine korrekte Endlage nicht erreicht wurde.
In diesem Fall signali- sieren die Sensoren einen zu grossen Abstand der Zunge von der geforderten Endlage, wobei eine derartige Funktionskontrolle aber den Nachteil mit sich bringt, dass nicht mit Sicherheit aus- gesagt werden kann, ob tatsächlich die Koppelstange gebrochen ist, oder ob der Sensor nicht korrekt funktioniert. Eine weitere Sicherheitseinrichtung zur Kontrolle der Umstellbewegung von beweglichen Weichenteilen ist aus der WO 97/33784 A bekanntge- worden, bei der mittels induktiver Sensoren der Abstand zwischen der Backenschiene und der anliegenden Zunge ermittelt wird, um damit eine exakte Anlage der Zunge zu prüfen.
Aufgrund der ständig steigenden Ansprüche an die Kontrolle von Schienenweichen und aufgrund der von den Eisenbahnbetreibern vorgeschriebenen immer strengeren Sicherheitsvorschriften sind die bisher bekannten Sicherheitseinrichtungen nicht ausreichend und es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Ein- richtung zu schaffen, mit welcher eine zusätzliche Funktions- überprüfung von Vorrichtungen für die Umstellung und Endlagen- verriegelung beweglicher Weichenteile möglich ist. Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, eine zusätzliche mechanische Funktionskontrolle zu schaffen, bei der jede Abweichung der Zungenposition von der jeweiligen Sollposition und jede Funktionsstörung der Endlagenverriegelung unmittelbar elektro- nisch überwacht werden kann und bei der aufgrund der generierten Signale unmittelbar auf die genaue Fehlerursache geschlossen werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfin- dungsgemässe Ausbildung im wesentlichen darin, dass die Koppel- stange aus zwei in axialer Richtung relativ zueinander ver- schieblichen Stangenteilen besteht und dass Sensoren für die Erfassung von wenigstens zwei voneinander verschiedenen Ver- schiebelagen der Koppelstangenteile angeordnet sind. Dadurch, dass eine zweiteilige Koppelstange vorgesehen ist, deren zwei Teile in axialer Richtung relativ zueinander verschieblich sind, ändert sich die axiale Länge der Koppelstange während des Um- stellvorganges der Weiche und es wird dadurch die Möglichkeit
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geschaffen während des Umstellvorganges Sensorsignale zu gene- rieren, welche die unterschiedlichen Verschiebelagen der Koppel- stangenteile zueinander wiedergeben.
Es sind daher Sensoren für die Erfassung von wenigstens zwei voneinander verschiedenen Ver- schiebelagen der Koppelstangenteile vorgesehen. In besonderer Weise eignet sich eine derartige zweiteilige Koppelstange bei der Verwendung von Umstelleinrichtungen, bei welchen die beweg- lichen Weichenteile nicht synchron, d. h. beispielsweise über eine starre Koppelstange bewegt werden, sondern bei welchen zuerst die abliegende Zunge entriegelt und über einen ersten Teilweg verschoben wird, worauf erst der Umstellvorgang für die anliegende Zunge beginnt. Eine derartige Umstellvorrichtung hat den Vorteil, dass die sich jeweils in der Anlage befindende Zunge länger in dieser Position gehalten wird und zwar auch noch während des Beginns des Umstellvorganges.
Während des gesamten Umstellvorganges bewegen sich die Koppelstangenteile also derart, dass die Koppelstange zu Beginn des Umstellvorganges zunächst länger wird, ihre Länge dann beibehält und am Ende des Umstellvorganges wieder ihre ursprüngliche Länge erreicht. Die Sensoren können während des gesamten Umstellvorganges somit wenigstens drei Schaltvorgänge signalisieren, sodass eine nahezu kontinuierliche Funktionsüberprüfung der Umstellvorrichtung gewährleistet ist. Im Zusammenspiel mit weiteren Kontrollein- richtungen, beispielsweise solchen, die in die Verschlusseinrich- tung integriert sind oder solchen, die direkt an den Schienen angebracht sind, kann mit der erfindungsgemässen Überprüfungsvor- richtung eine zweite Kontrollebene realisiert werden und somit auch eine Aussage über die Ursache eines allfälligen Fehlers getroffen werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemässen Ein- richtung besteht darin, dass die Koppelstangenteile Anschläge zur Begrenzung der axialen gegenseitigen Verschieblichkeit auf- weisen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Längenänderung der Koppelstange nur innerhalb definierter Grenzen möglich ist und dass dadurch die Koppelstange bei Erreichen der durch die Anschläge gegebenen maximalen Länge die Wirkung einer starren Koppelstange übernimmt und so über einen Teil des Umstellweges
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eine synchrone Bewegung der beiden beweglichen Weichenteile gewährleistet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Verriegelung einer Zunge gleichzeitig eine gewisse Sicherung der zweiten Zunge auch dann gewährleistet, wenn die Verriegelungseinrichtung für eine der beiden Zungen nicht mehr korrekt funktioniert.
In besonders vorteilhafter Weise weist ein Koppelstangen- teil einen rohrförmigen wenigstens einen axialen Teilbereich des anderen Koppelstangenteils umgreifenden Teil auf. Eine derartige Ausbildung ermöglicht eine koaxiale Anordnung des einen Stangen- teils innerhalb des rohrförmigen Teils des anderen Koppelstan- genteils, sodass insgesamt eine gekapselte, nach aussen ge- schlossene Einrichtung geschaffen wird, innerhalb welcher auch die Sensoren und andere Bestandteile von äusseren Einflüssen geschützt angeordnet werden können.
In besonders einfacher Weise weist der rohrförmige Teil des einen Koppelstangenteils hierbei einen Anschlag auf, welcher ein kolbenförmiges Endstück des anderen Koppelstangenteils hinter- greift. Dadurch wird auf einfache Weise ein exakter Anschlag definiert, welcher die maximale Länge der Koppelstange defi- niert.
In vorteilhafter Weise sind die Koppelstangenteile über eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder, miteinander ver- bunden. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, dass die gegenseitige Verschiebung der beiden Koppelstangenteile zuein- ander zwar nicht behindert wird, dass aber bei einem allfälligen Bruch der Koppelstange, d. h. wenn die beiden Zungen nicht mehr starr miteinander verbunden sind, die Koppelstange in ihrer Anfangsposition gehalten wird. Die Feder hält die beiden Koppel- stangenteile dabei in einer bestimmten Lage zueinander, in welcher die beiden Koppelstangenteile aufgrund der Wirkung der Feder nicht gegeneinander verschoben werden können, sodass die Sensoren keine Schaltsignale generieren können. Auf diese Art und Weise wird ein Bruch der Koppelstange auch in einer von der Umstellvorrichtung örtlich entfernten Überwachungsstation sicher erkannt.
In besonders einfacher Weise sind die Sensoren als Kontakt- schalter ausgebildet, sodass die Zuverlässigkeit derartiger Sen-
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soren weiter erhöht werden kann und ein entsprechendes Signal zuverlässig nur dann generiert wird, wenn die entsprechende End- lage erreicht wird. In bevorzugter Weise ist ein erster Sensor starr mit einem Koppelstangenteil verbunden, wobei der Sensor zur Erfassung einer ersten Verschiebeendlage der Koppelstangen- teile mit einem am rohrförmigen Teil angeordneten Betätigungs- glied zusammenwirkt.
Dieser Sensor ist somit derart angeordnet, dass er gemeinsam mit einem Koppelstangenteil relativ zum anderen Koppelstangenteil verschiebbar ist und bei Erreichen einer Ver- schiebeendlage, d. h. dann, wenn die Anschläge zur Begrenzung der Längenänderung der Koppelstange zusammenwirken, mit einem am rohrförmigen Teil angeordneten starren Betätigungsglied zusammenwirkt und auf diese Art ein Signal generiert. Weiters ist bevorzugt ein zweiter Sensor starr mit einem Koppelstangen- teil verbunden, wobei dieser zweite Sensor zur Erfassung einer zweiten Verschiebeendlage der Koppelstangenteile mit einer innerhalb des rohrförmigen Teils angeordneten Anschlagfläche zusammenwirkt, wobei weiters die Anschlagfläche innerhalb des rohrförmigen Teils relativ zu diesem federnd verschieblich gelagert sein kann.
Eine derartige federnde Lagerung der Anschlagfläche für den zweiten Sensor, welcher die Verschiebe- endlage signalisiert, welche der Anlage der Zungen entspricht, hat den Vorteil, dass eine elastische Einfederung der anliegenden Zunge, welche beispielsweise durch das Überfahren durch einen Zug ausgelöst werden kann, kein Schaltsignal auslöst, da ja die federnd gelagerte Anschlagfläche dieser federnden Bewegung der Zunge folgt.
In besonders vorteilhafter Weise ist die Ausbildung so getroffen, dass die Anschläge verschieblich angeordnet sind.
Dadurch kann die durch die Anschläge gegebene Begrenzung der Längenänderung der Kolbenstange eingestellt werden, sodass eine Anpassung der Prüfeinrichtung an die von der Umstell- und Ver- riegelungsvorrichtung jeweils gegebenen Bedingungen vorgenommen werden kann. Zu diesem Zweck ist das kolbenförmige Endstück in vorteilhafter Weise über ein Gewinde mit einem Koppelstangenteil verbunden, wobei weiters auch der rohrförmige Teil über ein Gewinde mit einem Koppelstangenteil verbunden sein kann.
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Um eine zentrale Überwachung des Weichenverschlusses sowie der korrekten Weichenumstellung zu ermöglichen, sind die Sen- soren in vorteilhafter Weise mit einer Auswerte- und Über- wachungsvorrichtung verbunden. Einer derartigen Auswerte- und Überwachungvorrichtung können auch die Signale anderer Sensoren zugeführt werden, sodass eine detaillierte Fehleranalyse durchge- führt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In dieser zeigen Fig. 1 eine Weichenumstellvorrichtung mit einer Koppelstange, Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung der linken Seite der Umstellvorrichtung gemäss Fig. 1, Fig. 3 eine ver- grösserte Darstellung der rechten Seite der Umstellvorrichtung gemäss Fig. 1 und Fig. 4 eine Teildarstellung der Koppelstange im Schnitt.
In Fig. 1 ist eine Backenschiene 1 ersichtlich, wobei mit 2 eine an die Backenschiene 1 anliegende Weichenzunge dargestellt ist. Die abliegende Weichenzunge ist mit 3 bezeichnet. Zwischen den Weichenzungen 2 und 3 ist eine Einrichtung zum Verstellen und Verriegeln der Position der Weichenzungen 2 und 3 vorge- sehen, welche mit 4 bezeichnet ist. Die Umstelleinrichtung 4 umfasst hierbei ein aussenliegendes Rohr 5, welches sich zu beiden Seiten eines mittleren Bereichs erstreckt, welcher als Zylinder 6 ausgebildet ist. Im Inneren des Zylinders 6 ist ein hydrau- lisch verfahrbarer Kolben 7 angeordnet, wobei das Hydraulik- medium in die jeweils wirksamen Arbeitsräume über Hydrauliklei- tungen 8 und 9 eingepresst wird. Der Kolben 7 ist mit einer durchgehenden Kolbenstange 10 verbunden, welche über seine axiale Länge unterschiedliche Querschnittsbereiche aufweist.
Weiters sind Rohre 11 vorgesehen, welche über Anschlusseinrich- tungen 12 mit den Weichenzungen 2 bzw. 3 verbunden sind. Die Anschlusseinrichtungen 12, welche im Detail in der WO 99/20511 beschrieben sind, stellen sicher, dass Vibrationen der Weichen- zungen 2 bzw. 3 vom Umstell- und Verschlusssystem 4 gänzlich ferngehalten werden können und gleichzeitig eine spielfreie Aufnahme der Umstellkräfte ermöglicht wird. In Fig. 1 ist weiters eine Koppelstange 13 ersichtlich, welche aus den
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Stangenteilen 14 und 15 besteht. Die Teile 14 und 15 sind jeweils an einen mit der Weichenzunge 2 bzw. 3 verbundenen Teil der Anschlusseinrichtung 12 gekoppelt. Der gekapselte Teil 16 der Koppelstange 13 ist in Fig. 4 näher dargestellt und weiter unten näher beschrieben.
In den Fig. 2 und 3 ist nun die Funktionsweise des Umstell- und Verriegelungsmechanismus näher dargestellt. Bei der in Fig.
2 dargestellten linken Seite der Fig. 1 handelt es sich um die Seite, welche für die Verriegelungslage der abliegenden Zunge 3 verantwortlich ist. Die Verriegelungselemente, welche von einem aufweitbaren Ring 17 und den dazu gehörigen Kugeln 18 gebildet werden, werden hierbei von einem axialen Bereich 19 der Kolben- stange 10 in die Verriegelungslage gegen einen Anschlag 20 in einer Ausnehmung 21 des Aussenrohres 5 gehalten, wobei eine Ver- schiebung des mit der Zunge 3 verbundenen Rohres 11 aus der abliegenden Lage der Zunge in eine Anlagenstellung durch den Anschlag 20 und den Ring 17 verhindert wird.
Diese Verriege- lungslage für die abliegende Zunge 3 kann nur dadurch aufgehoben werden, dass die Kolbenstange 10 durch den Kolben 7 in Richtung des Pfeiles 22 verschoben wird, wobei die Kugeln 18 auf den mit geringerem Durchmesser ausgebildeten axialen Bereich 23 der Kolbenstange 10 gelangen. Bei einer weiteren Bewegung der Kolbenstange 10 in Richtung des Pfeiles 22 gelangt eine Anschlagschulter 24 des auf grösserem Durchmesser ausgebildeten Bereiches 19 der Kolbenstange 10 in Wirkverbindung mit den Kugeln 25, sodass ein Antrieb der Weichenzunge 3 über das Rohr 11 erfolgt. Gleichzeitig bewirkt aber eine Verschiebung der Kolben- stange in Richtung des Pfeiles 22 eine Entriegelung der anlie- genden Zunge 2, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Die Kolben- stange 10 gelangt in eine Position, in welcher der aussenliegende sich in der Verriegelungslage befindliche Ring 26 unter der Kraft ihrer Feder 27 mit den dazugehörigen Kugeln 25 auf den auf geringerem Durchmesser abgesetzten Endbereich 28 der Koppel- stange 10 aus der Verriegelungslage austreten kann, wodurch eine Relativverschiebung des rohrförmigen Teiles 11 gegenüber dem Aussenrohr 5 ermöglicht wird. Bei der weiteren Verschiebung der Kolbenstange 10 durch Fluidbeaufschlagung des Kolbens 7 in Rich-
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tung des Pfeiles 22 gelangt die innenliegende Anschlagschulter 29 des mit vollem Querschnitt ausgebildeten axialen Bereiches 19 üblicherweise nicht in Wirkverbindung mit den Kugeln 18, da ja die Mitnahme der Zunge 2 über die Koppelstange 13 erfolgt.
Die Überdeckungslängen der Verschlussglieder können hierbei beispielsweise derart gewählt werden, dass nach einer Kolbenver- stellung von 14 mm (a) eine aktive Verstellung der abliegenden Zunge 3 beginnt, sodass eine Mitnahme des Koppelstangenteils 14 durch die abliegende Zunge 3 erfolgt. Wie in Fig. 4 näher ersichtlich, bewegt sich somit zu Beginn des Umstellvorganges der Koppelstangenteil 14 in Richtung des Pfeiles 22, wobei jedoch der Koppelstangenteil 15, welcher mit der anliegenden Zunge 2 verbunden ist, unbeweglich bleibt. Der Koppelstangenteil 15 ist hierbei über ein Gewinde mit einem rohrförmigen Teil 30 verbunden, welcher den Koppelstangenteil 14 umgreift. Mit dem Koppelstangenteil 14 ist ein kolbenförmiges Endstück 31 verbun- den, welches von einem Anschlag 32 des rohrförmigen Teiles 30 hintergriffen wird.
Zwischen dem Anschlag 33 des kolbenförmigen Endstückes 31 und dem Anschlag 32 des rohrförmigen Teiles 30 ist zu Beginn des Umstellvorganges ein Abstand b vorgesehen. Nach einem Kolbenweg von beispielsweise 12 mm kommt nun das kolben- förmige Endstück 31 in Anlage an den Anschlag 32 des rohrförmi- gen Teiles 30, sodass der Koppelstangenteil 15 und somit die an- liegende Zunge 2 mitgenommen wird. Zu diesem Zeitpunkt ist auch der Verschluss der anliegenden Zunge 2 bereits entriegelt, sodass die Zunge 2 aus den Anlage in die Ablage über die Koppelstange verfahren wird. Solange die Mitnahme der anliegenden Zunge 2 direkt durch die Koppelstange bewirkt wird, erfolgt keine aktive Mitnahme der anliegenden Zunge 2 durch die Kolbenstange 10, da die Kugeln 18 nicht in Anlage an den Anschlag 29 der Kolbenstange gelangen.
Zu diesem Zweck muss die Länge c grösser gewählt werden als die Summe der Längen a und b.
Erst wenn die Weichenzunge 3 in Anlage an die Backenschiene gelangt, erfolgt keine Mitnahme der Weichenzunge 2 über die Koppelstange mehr, sodass nun die Kugeln 18 in Anlage an den Anschlag 29 gelangen und somit eine aktive Mitnahme der Zunge 2 durch die Kolbenstange 10 erfolgt. Ab diesem Zeitpunkt bewegt
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sich der Anschlag 33 des kolbenförmigen Endstücks 31 vom An- schlag 32 des rohrförmigen Teiles 30wieder weg und zwar solange bis die Weichenzunge 2 über den Ring 17 und die Verriegelungskugeln 18 verriegelt werden. Zwischen dem Anschlag 33 und dem Anschlag 32 der Kolbenstangenteile ist dann wieder der ursprüngliche Abstand b vorhanden.
Mit dem Koppelstangenteil 14 sind Sensoren 34 und 35 starr verbunden, welche die jeweiligen Verschiebeendlagen der Koppel- stangenteile 14 und 15 signalisieren. In der Anfangsstellung, in welcher die Anschläge 32 und 33 in Abstand b voneinander gehalten werden, ist der Kontaktschalter 35 in Anlage an den ringförmigen Kontaktteil 36. Während des Umstellvorganges kon- taktiert dann der Sensor 34 einen am rohrförmigen Teil 30 ange- brachten Gegenkontakt 37, worauf am Ende des Umstellvorganges wieder der Kontaktschalter 35 ein Schaltsignal auslöst. Während des gesamten Umstellvorganges wird somit eine Abfolge von Schaltsignalen generiert, welche eine genaue Funktionsüber- prüfung der Umstellvorrichtung ermöglicht.
Zwischen der Stirnfläche 38 und der Stirnfläche 39 ver- bleibt ein axiales Spiel d, welches durch die elastische Ein- federung bzw. durch Vibrationen der anliegenden Zunge überwunden werden kann. Stellt sich das maximal zulässige Spiel der Zunge ein, so bewirkt dies eine unmittelbare Anlage des rohrförmigen Teiles 30 an den Koppelstangenteil 14, sodass damit eine weitere Verriegelung der abliegenden Zunge über die Koppelstange gewähr- leistet ist. Um bei derartigen Vibrationen bzw. Einfederungen der anliegenden Zunge keine Schaltsignale des Sensors 35 auszu- lösen, ist der ringförmige Kontaktteil 36 innerhalb des rohrför- migen Teiles 30 über eine Feder 40 federnd gelagert.
Zwischen dem Koppelstangenteil 15 und dem Endstück 31 des anderen Koppelstangenteils 14 ist eine Feder 41 vorgesehen. Bei einem Bruch der Koppelstange bewirkt die Feder 41, dass der Abstand b zwischen den Anschlägen 32 und 33 aufrechterhalten wird. Auf diese Art und Weise kann eine Relativverschiebung der Koppelstangenteile 14 und 15 zueinander vermieden werden, sodass in diesem Fall die Kontaktschalter 34 und 35 keine Signale
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auslösen. Insgesamt sind die beiden Koppelstangenteile 14 und 15 über eine Mutter 42 gesichert.