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Die Erfindung bezieht sich auf eine Umstellvorrichtung für Stellantriebe von Schienenweichen oder Schienenkreuzungen, bei welcher die Umstellkraft nach einem vorbestimmten Umstellweg durch eine zusätzliche Kraft unterstützt ist. Derartige Umstellvorrichtungen sind beispielsweise in der AT-PS 379 624 beschrieben. Bei der vorbekannten Umstellvorrichtung wird bei der Verstellung von Weichenteilen ein Kraftspeicher zunächst aufgeladen, worauf nach Überschreiten einer Totpunktslage unter neuerlicher Kraftabgabe aus dem Kraftspeicher eine Anpressung der Zungenschienen in eine Endlage erfolgt. Der Kraftspeicher ist hiebei von einer Druckfeder gebildet, wobei die Druckfeder über Winkelhebel mit dem jeweiligen angetriebenen Teil bzw. dem Antrieb verbunden ist.
Derartige Winkelhebel müssen in entsprechender Position exakt angelenkt werden, und es sind eine Reihe von Gelenkpunkten erforderlich, über welche die Kraft des Kraftspeichers in der Folge auf die zu verstellenden Teile übertragen wird.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein gegenüber bekannten Einrichtungen wesentlich kompakter bauendes platzsparendes und einfach nachrüstbares System zu schaffen, mit weichem ohne aufwendige Justierungsarbeiten und ohne aufwendige Lagerungsbauteile unmittelbar eine entsprechende Umstellvorrichtung erzielt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemässe Umstellvorrichtung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Ringkolben bzw. ein Federteller und ein mit dem Stellantrieb gekoppelter Kolben koaxial in einem Zylinder gelagert sind, dass der Ringkolben bzw. der Federteller und der Kolben über einen definierten Weg gesondert voneinander verschieblich angeordnet sind und dass der Ringkolben bzw. der Federteller in einer Verschiebelage am Zylinder abgestützt und in weiteren Verschiebelage über einen Anschlag kraftschlüssig mit dem Kolben verbunden ist.
Dadurch, dass jeweils zwei koaxial zueinander verschieblich gelagerte Teile vorgesehen sind, welche nur über einen Teil ihrer Verschiebebewegung miteinander kraftschlüssig verbunden sind, ist es möglich, lediglich einen der beiden Teile zu bewegen, bevor die Bewegung des zweiten Teiles freigegeben wird. Wenn in einem derartigen Fall der zweite Teil, beispielsweise der einen Kolben koaxial umgebende Ringkolben bzw.
Federteller gegen die Kraft einer Feder abgestützt ist, erfolgt nach Freigabe des Verschiebeweges des zweiten Teiles eine federnde Unterstützung der Verstellbewegung, wobei der Ringkolben bzw. der Federteller ab dem Zeitpunkt der Freigabe ihrer Bewegung gemeinsam mit dem Kolben und unterstützt von der Kraft der Feder verschoben wird. Ebenso kann naturgemäss die Ausbildung auch hydraulisch gelöst werden.
In diesem Falle werden die sich während der Kolbenverstellung in den Zylinderarbeitsräumen unterschiedlich ergebenden Volumenänderungen zum Aufbau eines Differenzdruckes ausgenutzt. Hierzu sind an einem zwischen zwei Arbeitsräumen geführten Kolben konzentrisch beidseitig jeweils ein Ringkolben angeordnet, von denen verstellwegabhängig jeweils einer mit dem Kolben verbunden verschiebbar ist, während der andere in einer ortsfesten Lage gegenüber der Zylinderwand verbleibt. In einem ersten Verstellabschnitt ist der auf der der Bewegungsrichtung zugewandten Seite des Kolbens angeordnete Ringkolben für die Bewegung freigegeben, wobei der grössere Fluidumsatz hier zu einem einseitigen Überdruck führt, der im System gespeichert wird.
In einem zweiten Abschnitt nach der Freigabe des gegenüberliegenden Ringkolbens zu einem diskreten Zeitpunkt wird die Druckdifferenz im der Bewegungsrichtung abgewandten Arbeitsraum wieder abgebaut, wodurch unmittelbar eine die Umstellbewegung unterstützende Kraft erzeugt wird.
Die Verriegelung der Verschiebelage der Ringkolben bzw. der Federteller relativ zum Kolben bzw. zum Zylinder kann in besonders einfacher Weise so erfolgen, dass der Ringkolben bzw. der Federteller über radial verlagerbar Kugeln mit einer Nut im Zylinder verriegelbar ist.
Um In besonders einfacher Weise entweder eine hydraulische oder eine unter Vermittlung von Druckfedern wirksame Umstellvorrichtung realisieren zu können ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, dass der Kolben einen auf geringeren Durchmesser abgesetzten Endbereich aufweist, auf weichen die radial verlagerbaren Kugeln unter Austauchen aus der Nut des Zylinders gelangen. Der geringere Querschnitt des auf geringeren Durchmesser abgesetzten Endbereiches wirkt hiebei bei hydraulischer Beaufschlagung als Teilbereich, welcher in der Folge nach Freigabe der Verschiebebewegung der Ringkolben bzw. der Federteller zum gesamten lichten Querschnitt des Zylinders ergänzt wird.
Mit Vorteil eignet sich eine derartige Ausbildung aber auch für eine Konstruktion, bei welcher der Ringkolben bzw. der Federteller über eine Feder am Boden des Zylinders abgestützt ist, wobei eine derartige Feder, beispielsweise als Schraubenfeder ausgebildet sein kann und den auf geringeren Durchmesser abgesetzten Endbereich des Kolbens umgreifen kann.
In besonders einfacher Weise ist die Ausbildung so getroffen, dass der Kolben als Plunger ausgebildet ist und mit seinen beiden auf kleineren Durchmesser abgesetzten Enden in die jeweiligen Zylinder eintaucht, wobei vorzugsweise die Arbeitsräume der Zylinder miteinander verbunden sind. Um auch diesen Fällen eine entsprechende Kraftverstärkung und eine Unterstützung der Umstellbewegung unabhängig von Temperatur und Druckverhältnissen sicherzustellen ist mit Vorteil die Ausbildung hier so getroffen, dass die Arbeitsräume der Zylinder mit einem Druckspeicher verbunden sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Verstellung der an der Verbindungsstange 1 festgelegten und mit angedeuteten Zungenschienen 2 in die geforderte Weichenstellung geschieht durch z. B. händisches Umstellen des an der Verbindungsstange 1 gelagerten Betätigungsorganes 3. Um die Zungenschiene hierbei von einer stabilen in die andere stabile Weichenstellung schnell und unter Ausschaltung etwaiger natürlicher Störeinflüsse überzuführen und exaktes bündiges Anliegen der Zungenschiene sicherzustellen, wird die Schubkraft der am Betätigungsorgan 3 angreifenden und ortsfest am Boden gelagerten Umstellvorrichtung für Stellantriebe 4 ausgenützt.
Dazu steht die Verbindungsstange 1 über das Betätigungsorgan 3 so mit einem als Plunger ausgebildeten Kolben 5 in Verbindung gebracht, dass der Kolben 5 in aus zwei Zylinderhülsen 6, 7 gebildeten Zylinder 8 eingebracht ist und darin parallel zur Bewegungsrichtung der Verbindungsstange 1 axial verschiebbar gelagert ist. Zur kraftmässigen Unterstützung des Bewegungsvorganges werden die Arbeitsräume 9 an den Ein- bzw. Auslassöffnungen 10 über Leitungen 11 unter Zwischenschaltung eines Druckspeichers 12 miteinander hydraulisch verbunden. Der beaufschlagte Druck wirkt auf den Kolben 5, weicher einen Mittelteil 13 grösseren Radius und einen dazu abgesetzten Bereich geringeren Radius 14 aufweist. Auf den Bereich geringeren Radius 14 ist koaxial ein Ringkolben bzw.
Federteller 15 axial unabhängig verschiebbar gelagert, welcher mit einer, ein Absperrglied in Form einer Kugel 16 lagernd mitführende und koaxial auf dem Mittelteil 13 des Zylinderkolben gelagerten Mitnehmerhülse 17 zusammenwirkt. Verstellwegabhängig ist die Kugel 16 einerseits in eine durch die den Zylinder 5 bildenden Zylinderhülsen 6 und 7 ausgeformten Umfangsnut 18 radial durch den Mittelteil 13 verlagert und schlägt gegen die Seitenwand 19 der Nut an. Andererseits sitzt die Kugel 16 auf dem Bereich geringeren Radius des Zylinders 8 und schlägt gegen eine durch den Absatz der beiden Bereiche unterschiedlichen Radius des Zylinders 8 gebildete Anschlagschulter 20 an.
Auf der Anlageseite strömt eine durch den Verschiebeweg und die Deckfläche 22 des Kolbens vorgegebene Fluidmenge in den sich entsprechend vergrössernden Arbeitsraum ein, während im Vergleich dazu auf der Ablageseite 23 der Zungenschiene 2 die aus der Fläche 22 und der Ringkolbenstirnfläche 24 zusammengesetzte Fläche bei starrer Mitführung des Ringkolben bzw. Federtellers am Kolben bei Verschiebung eine grössere Menge Fluid verdrängt. Auf diese Weise werden in den Arbeitsräumen unterschiedliche Volumina umgesetzt, wodurch ein Differenzdruck erzeugt wird, welchen bei Verwendung inkompressible Medien der Druckspeicher 11 aufnimmt.
Erfolgt der Umstellvorgang am Betätigungsglied 3 in Richtung des Pfeiles 25, so wird der Kolben 5 mit den Kugeln 16 auf der Ablageseite 23 verschoben, bis ein Ausgleiten der Kugeln in die Umfangsnut 18 des Zylindergehäuses möglich ist. Gleichzeitig tauchen die Kugeln 16 auf der gegenüberliegenden Kolbenseite 21 aus der Umfangsnut 18 in die Freilaufführung, welche der Bereich geringeren Radius 14 des Kolbens 5 darstellt, sodass sich nun die Kräfteverhältnisse bei gespeicherten Druck so verändern, dass nach einem ersten Verschiebeweg bis zu dieser Totpunktslage ab dieser Lage eine kräftemässige Unterstützung der Kolbenbewegung durch Druckbeaufschlagung der für die Kraftausbildung massgebliche Fläche 24 auf der ursprünglichen Anlageseite 21 erfolgt.
Zur weiteren Unterstützung der Umstellkraft sind beidseitig jeweils zwischen dem Zylinderboden und dem Kolbenring 24 Federn 26 koaxial angeordnet.