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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Umstellen von Weichen, bei welcher eine Mehrzahl von miteinander gekuppelten hydraulischen Stell-Einrichtungen in Schienen-Längsrichtung ver- setzt angeordnet ist und die Zylinderkolben-Aggregate der hy- draulischen Stell-Einrichtungen zu gleichsinnigem Antrieb mit einander verbunden sind. Eine derartige Einrichtung ist bei- spielsweise aus der WO 96/00160 bekannt geworden.
Prinzipiell müssen bei der Umstellung von Weichen die entlang der Schienen-Längsrichtung unterschiedlichen Stellwege berücksichtigt werden. Der erforderliche Umstellweg ist hierbei umso kleiner, je näher die Angriffsstelle des jeweiligen Zylin- derkolben-Aggregates zur Einspannstelle der Zungenschiene ange- ordnet ist. Darüber hinaus sind unterschiedliche Umstellkräfte zu berücksichtigen, welche mit geringer werdendem Abstand von der Einspannstelle der Zungenschiene grösser werden. Dies ergibt sich aus dem Hebelgesetz sowie aus der Tatsache, dass der Querschnitt der Zungenschiene in einem von der Einspannstelle der Zungenschiene entfernten Bereich geringer ist als in einem der Einspannstelle benachbarten Bereich.
Zur Einstellung des jeweils erforderlichen Umstellhubes der hydraulischen Zylinder- kolben-Aggregate wurde in der WO 96/00160 vorgeschlagen, inner- halb des Kolbenhubes des hydraulischen Zylinderkolben-Aggregates Aufstossventile anzuordnen, welche in die die beiden Arbeitsräume des Zylinderkolben-Aggregates verbindende Leitung z.B. in Form einer Bohrung des Kolbens eingeschaltet waren. Abhängig von der Kolbenstellung wird diese Verbindung unterbrochen oder es herrscht Durchfluss, wobei die Sollposition genau erreicht wer- den kann. Dadurch ist ein hydraulischer Gleichlauf der entlang der Schienen-Längsrichtung versetzt angeordneten und miteinander gekoppelten hydraulischen Zylinderkolben-Aggregate gegeben.
Aus der DE 21 44 564 ist ein alternativer Vorschlag zur Einstellung der geforderten weg-abhängigen Verstellung bekannt geworden, gemäss welchem für einen hydraulischen Weichen-Stell- antrieb Zylinderkolben mit identischen Dimensionen verwendet werden, wobei zwischen dem Zylinder und der dazu gehörigen Weichenzunge ein Bauteil angeordnet ist, in dem der jeweils erforderliche Leerweg einstellbar ist. Dies erfordert jedoch
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aufwendige mechanische Einbauten und erhöht dadurch den kon- struktiven Aufwand für die Umstell-Vorrichtung erheblich.
Wie der WO 96/00160 entnommen werden kann und auch aus der EP 0 778 191 bekannt ist, können zur Einstellung eines entlang der Schienen-Längsrichtung mit zunehmender Nähe zur Einspannstelle der Weichenzunge kürzer werdenden Umstellhubes die Querschnitte der jeweiligen Hydraulik-Zylinder geändert werden. Dabei besteht jedoch das Problem, dass eine Umstell-Vorrichtung aus einer Mehrzahl von Hydraulik-Zylindern mit unterschiedlichen Quer- schnitten besteht, sodass sich der Einbau einer derartigen Um- stellvorrichtung auf Grund der Vielzahl unterschiedlicher Dimen- sionen aufwendig gestaltet.
Auch die Herstellung und der Zu- sammenbau der Hydraulik-Zylinder ist mit einem höheren Aufwand verbunden, da ja auch alle mit dem hydraulischen Zylinderkolben- Aggregat verbundenen Teile oder sämtliche im Zylinder angeord- neten Teile wie beispielsweise Endlagen-Sicherheitseinrichtun- gen, Sicherheits-Schliessvorrichtungen und/oder Sensoren an die unterschiedlichen Dimensionen angepasst werden müssen. Auch die Einbaumasse der unterschiedlich dimensionierten Hydraulik-Zylin- der ändern sich entsprechend, sodass der Einbau zusätzlich er- schwert wird.
Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, eine Ein- richtung zum Umstellen von Weichen zu schaffen, bei welcher eine exakte Einstellung der jeweils geforderten Stellwege und Stell- kräfte gelingt, wobei gleichzeitig die Einbaumasse der Hydraulik- Zylinder unverändert bleiben und überdies die für die Umstell- Einrichtung erforderliche Teile-Vielfalt der Hydraulik-Aggregate möglichst gering gehalten werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im Wesentlichen darin, dass die Ar- beitsräume der hydraulischen Zylinderkolben-Aggregate jeweils zwei Bereiche mit definiertem Zylinderquerschnitt aufweisen, wobei die jeweils Endlagen-Sicherungseinrichtungen, Sicherheits- Schliessvorrichtungen, und/oder Sensoren enthaltenden Bereiche der in Schienen-Längsrichtung versetzt angeordneten Zylinder- kolben-Aggregate untereinander gleichen Querschnitt aufweisen und die jeweils anderen Bereiche der in Schienen-Längsrichtung versetzt angeordneten Zylinderkolben-Aggregate zueinander unter-
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schiedlichen Querschnitt aufweisen.
Dadurch, dass nun die ein- zelnen Hydraulik-Zylinder in zwei funktionelle Bereiche getrennt betrachtet werden, wird die Möglichkeit geschaff en, die für die jeweilige Hub-Einstellung erforderliche Querschnittsveränderung des Zylinders lediglich in einem der beiden Bereiche vorzu- nehmen, in welchem auf ein Minimum an anderen Bestandteilen des Zylinderkolben-Aggregates Rücksicht genommen werden muss. So be- finden sich in dem ersten Bereich, welcher in sämtlichen entlang der Schienen-Längsrichtung angeordneten Zylinderkolben-Aggrega- ten gleichen Querschnitt aufweist, die Endlagen-Sicherheitsein- richtungen, die Sicherheits-Schliessvorrichtungen und/oder Senso- ren, sodass diese Bauteile mit den selben Dimensionen ausgeführt und auf einfache Art und Weise in Serien-Fertigung hergestellt werden können.
Zudem vereinfacht sich dadurch der Einbau dieser Einrichtungen in den Hydraulik-Zylinder, da immer gleiche Werk- zeuge zum Einsatz gelangen können. Der andere Bereich der Zy- linderkolben-Aggregate ist nun mit jeweils unterschiedlichem Querschnitt ausgebildet, um den Verstellhub an die jeweils ent- lang der Schienen-Längsrichtung unterschiedlichen Gegebenheiten anpassen zu können. Gleichzeitig gelingt es dadurch, die jeweils erforderlichen Stellkräfte zu optimieren, wobei mit zunehmender Nähe zur Einspannstelle der Weichenzunge höhere Umstellkräfte auf die Zunge einwirken. Durch die exakte Kolbenhub-Anpassung wird das Rest-Spülvolumen wesentlich verringert und damit die internen hydraulischen Verluste der Umstell-Vorrichtung erheb- lich vermindert.
In bevorzugter Weise ist hierbei die Ausbildung derart weitergebildet, dass der Endlagen-Sicherungseinrichtungen, Si- cherheits-Schliessvorrichtungen, und/oder Sensoren enthaltende Bereich einen kleineren Querschnitt aufweist als der andere Be- reich. Dadurch können die in dem betreffenden Bereich ange- ordneten Endlagen-Sicherheitseinrichtungen bzw. Sicherheits- Schliessvorrichtungen in vorteilhafter Weise angeordnet werden, wobei eine besonders klein bauende Einrichtung verwirklicht wer- den kann.
Obwohl die Einstellung des jeweils erforderlichen Kolben- hubes durch die oben genannten Massnahmen bereits äusserst exakt
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gelingt, können in bevorzugter Weise zusätzliche Einrichtungen vorgesehen werden, um eine Feinjustierung vorzunehmen. Zu diesem Zweck ist die Ausbildung derart weitergebildet, dass die Ar- beitsräume des Zylinderkolben-Aggregates durch eine Bohrung des Kolbens miteinander verbunden sind und dass Aufstoss-Ventile in der Bohrung angeordnet sind. Wie an sich bekannt, sind die Arbeitsräume eines Zylinderkolben-Aggregates in diesem Fall durch eine Leitung in Form einer Bohrung mit einander verbunden, wobei Aufstoss-Ventile eingebaut sind.
Diese Ventile werden mit einem mit dem Zylinder fest verbundenen Stössel betätigt, sodass die die beiden Arbeitsräume des Zylinders verbindende Leitung geöffnet wird und eine weitere Verstellung des Kolbens unter- bunden wird.
Durch die Änderung des Kolbenhubes mit dem jeweils unter- schiedlichen Zylinder-Querschnitt ändert sich naturgemäss auch die Gesamt-Baulänge des zylinderkolben-Aggregates, sodass beson- dere Vorkehrungen zu treffen sind, um gleich bleibende Ein- baumasse der Umstell-Zylinder zu gewährleisten. Zu diesem Zweck ist die Ausbildung mit Vorteil derart weitergebildet, dass der Zylinder unter Zwischenschaltung eines Distanzstückes mit einem Kopplungsflansch verbunden ist, wobei die Länge des Distanz- stückes der durch die Querschnittsvergrösserung des Zylinders hervorgerufenen Hubverkürzung entspricht.
Die Distanzstücke überbrücken somit die durch den verkürzten Hub hervorgerufene geringere Gesamt-Baulänge des Zylinders, sodass die Einbau-Si- tuation und die Angriffs-Situation für das Gestänge die selben bleiben und die Einbaumasse der Einrichtung entlang der gesamten Zungenschiene gleich sind. Dadurch können Anpassungen der mit den Hydraulik-Zylindern verbundenen Teile auf ein Minimum redu- ziert werden, sodass der Aufwand für den Einbau erheblich ver- ringert werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In diesem zeigen Figur 1 eine Draufsicht auf einen Teilbereich einer Schienenweiche, Figur 2 ein Detail der Verbin- dung eines konventionellen Zylinderkolben-Aggregates mit einer mechanischen Schieberstange, Figur 3 eine schematische Teilan-
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sicht der Darstellung nach Fig. 2, Figur 4 eine vergrösserte Darstellung eines konventionellen hydraulischen Zylinderkolben- Aggregates teilweise im Schnitt, Figur 5 eine Draufsicht auf die Darstellung der Fig. 4 und Figur 6 eine Darstellung eines erfindungsgemäss zum Einsatz gelangenden hydraulischen Zylinder- kolben-Aggregates im Schnitt.
In 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 einen Stellantrieb, welcher schematisch mit 4 be- zeichnet ist, in ihre jeweilige Position gebracht werden können.
Der Stellantrieb 4 wirkt hiebei über Schieberstangen 5 auf die Zungenschienen 3. Die Schieberstangen 5 sind über einen mittigen Abgriff 6 mit einem hydraulischen Zylinderkolben-Aggregat 7 ge- koppelt. Es sind weiters zusätzliche Zylinderkolben-Aggregate 7 im Schienenverlauf ersichtlich, welche jeweils mit Schieber- stangen und Verschluss-Einrichtungen, welche wiederum schema- tisch mit 5 bezeichnet werden, gekoppelt sind. Bei der Dar- stellung in Fig. 2 ist die Art der mechanischen Verbindung der hydraulischen Zylinderkolben-Aggregate 7 mit den Schieberstangen 5 deutlicher ersichtlich. Die Zylinderkolben-Aggregate 7 weisen einen Kulissenstein 8 auf, in welchen ein Bolzen 9 der Schieber- stange 5 eingreift.
Bei Betätigung der Schieberstange 5 wird der Kulissenstein und damit der Kolben der hydraulischen Zylinder- kolben-Aggregate verschoben, wodurch aus dem jeweiligen Ar- beitsraum Medium ausgepresst wird. In Fig. 3 ist die Art der Festlegung der hydraulischen Zylinderkolben-Aggregate 7 an der Schwelle 2 verdeutlicht. Die Festlegung erfolgt über ein An- schlagblech 10, welches an der Schwelle 2 festgelegt ist. Die hydraulischen Zylinderkolben-Aggregate 7 benötigen hierbei rela- tiv geringen Platz, sodass das Stopfen des Unterbaues nicht be- einträchtigt wird.
Die Funktionsweise der hydraulischen Zylinderkolben- Aggregate und ihre bevorzugte Ausgestaltung ist in den Figuren 4 und 5 näher erläutert. In Fig. 4 und 5 ist ein Plunger 11 auf- weisendes hydraulisches Zylinderkolben-Aggregat 7 ersichtlich.
Die Plunger 11 tauchen über Dichtungen 12 in die jeweiligen
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Arbeitsräume 13 der hydraulischen Zylinderkolben-Aggregate, 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 aussen liegenden Durchbrechungen 15 im jeweiligen Arbeitsraum 13. Der Kulissenstein ist wiederum mit 8 bezeichnet, über wel- chen die mechanische Kopplung erfolgt. Zum Schutz der Einrich- tung ist weiters eine Gummimanschette 16 vorgesehen.
In Fig. 5 ist die Einrichtung nach Fig. 4 in der Draufsicht ersichtlich.
Die einzelnen hydraulischen Zylinderkolben-Aggregate sind miteinander gekoppelt und in Schienen-Längsrichtung versetzt an- geordnet, wobei das erste hydraulische Zylinderkolben-Aggregat als Pumpelement für die nachfolgenden Zylinderkolben-Aggregate wirkt. Dabei sind die Arbeitsräume 13 des ersten als Pumpelement wirksamen hydraulischen Zylinderkolben-Aggregates 7 über die Hydraulikleitung mit entsprechenden Arbeitsräumen 13 benachbar- ter Hydraulik-Zylinderkolben-Aggregate 7 verbunden, wobei die Verbindung dergestalt erfolgt, dass bei einer Verschiebung des als Pumpelement ersten hydraulischen Zylinderkolben-Aggregates alle weiteren Hydraulik-Zylinderkolben-Aggregate zu gleichsinni- ger Verschiebung gekoppelt sind.
Wenn nun parallel oder in Serie geschaltete Zylinderkolben-Aggregate einen vom Weg des als Pump- element verwendeteten hydraulischen Zylinderkolben-Aggregates verschiedenen Weg zurücklegen sollen, muss der Querschnitt der einzelnen Zylinderkolben-Aggregate entsprechend beeinflusst wer- den, wobei zu diesem Zweck erfindungsgemäss Hydraulik-Zylinder gemäss Fig. 6 zum Einsatz gelangen. Der Arbeitsraum 13 des Zylin- derkolben-Aggregates 7 ist in einem ersten Bereich 18 mit einem Querschnitt ausgebildet, welcher auch in allen anderen der in Schienen-Längsrichtung versetzt angeordneten Zylinderkolben- Aggregate gleich ist.
In einem Bereich 19 ist der Arbeitsraum mit einem vergrösserten Querschnitt ausgebildet, wobei in diesem Bereich die zylinder-Querschnitte der in Schienen-Längsrichtung versetzt angeordneten Zylinderkolben-Aggregate zueinander unter- schiedlich sind, um den jeweils erforderlichen Kolbenhub einzustellen. Im Bereich 18 sind nun Endlagen-Sicherungsein-
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richtungen bzw. Sicherheits-Schliessvorrichtungen angeordnet. Die Endlagen-Sicherungseinrichtung umfasst hierbei als Kugel ausge- bildete Sperrglieder 20, welche in einer Mitnehmer-Hülse 21 aufgenommen sind. Die Sperrglieder 20 wirken hierbei mit An- schlag-Schultern zusammen, welche an einem am Kolben 11 befes- tigten Kolben-Endstück 22 ausgebildet sind.
Im Kolben-Endstück 22 ist ein Aufstoss-Ventil 23 angeordnet, welches, die den Kolben 11 axial durchsetzende und die beiden Arbeitsräume 13 verbinden- de Bohrung 24 öffnet bzw. schliesst. Das Aufstoss-Ventil wird dabei von einem am Zylinderboden angebrachten Vorsprung z.B. in Form eines Bolzens 25 betätigt, wodurch das Fluid des hydrau- lischen Stell-Antriebes durch die Bohrung 24 in den jeweils anderen Arbeitsraum gelangen kann, wobei eine weitere Kolben- bewegung unterbunden wird. Es sind somit eine Reihe von Bau- teilen in dem Bereich 18 mit gleich bleibendem Querschnitt angeordnet, sodass eine Anpassung dieser Bauteile an die unter- schiedlichen Querschnitte des Bereiches 19 nicht erforderlich ist.
Um die Einbaulänge der hydraulischen Zylinderkolben-Aggre- gate in allen Verstell-Ebenen gleich zu halten, ist ein Distanz- Stück 26 vorgesehen, welches zwischen dem Hydraulik-Zylinder und dem Kopplungsflansch 27 angeordnet ist. Durch geeignete Wahl der Länge A des Distanz-Stückes 26 wird die Einbau-Länge L konstant gehalten, sodass insgesamt in allen Verstell-Ebenen die gleiche Befestigungssituation für die Aufnahme der Zylinderkolben-Aggre- gate vorgefunden werden kann.