DE1952824A1 - Einrichtung zum Umstellen von Weichen in Eisenbahnanlagen - Google Patents

Description

Standard Elektrik Lorenz AG

7OOOStuttgart-Zuf fenhausen ' 1952824

Hellrauth-Hirth-Strasse 42

W.Hagen - F.Hartl - G.Domhan - K.Vogelgsang - W.Gebhardt 50-11-2-2-1

Einrichtung zum Umstellen von Welchen in Eisenbahnanlagen.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Umstellen von auffahrbaren und nichtauffahrbaren Weichen in Eisenbahnanlagen, bei denen die Weichen über die Stellstangen in den Endlagen festgelegt werden und zwischen den AntrJebsvorriohtungen und den Stellstangen der Weichen Kupplungsmittel angeordnet sind. ■

Zum Umstellen der Weichen werden im allgemeinen elektromeohanlsche Systeme verwendet. Hierbei wird beim Urostellvorgang vom Stellwerk aus ein im Weichenantriebsgehäuse eingebauter Elektromotor in Gang gesetzt, der über eine einstellbare Rutschkupplung, über ein Getriebe mit entsprechenden Überwachungs- und Rückmeldungsorganen und eine Stellstange die Weiche umstellt und diese in ihrer Endlage mit einer bestimmten Kraft festhält.

Durch die rauhen Betriebs- und Umweltsbedingungen für die am Gleis angeordneten Weichenantriebe ist es schwierig, die durch die verwendeten Reibungsund. Überlastkupplungen eingestellten zulässigen Stell-, Festhalte- und Auffahrkräfte In den erforderlichen Grenzen zu halten.

Um diese Schwierigkeiten zu vermelden, wird ein elektro-hydraullaoher An trieb zum Umstellen von auffahrbaren und·nichtauffahrbaran Welchen vorgeschlagen (deutsche Patentanmeldung P 19 XO 070), bei den au« Einstellen einer zulässigen Stellkraft zwischen den Pumpenaggregat und den Stauerven-. tilen ein Überdruckventil angeordnet ist und sum Kinatellan zulHaaiger Festhalte- und Auffahrkräfte der Druckmittel-Förderkreia swiaohan dem Pumpenaggregat und den Stellzylindern naoh dem Erreichen der Welohenendlagen unterbrochen wird.

I.XO.1969

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Bei diesem Antrieb werden Einwirkungen der Umweltbedingungen und Fehler an den Fdrderkreisen auf die Stellkraft durch das eingeschaltete Pumpenaggregat beim Umstellen der Weiche vermieden bzw. erkannt. Da die Weichen längere Zeit in einer Endlage verbleiben können, besteht die Möglichkeit, dass die erforderlichen Festhalte- und Auffahrkräfte durch die vorgenannten Störungen, die das Volumen des in den Zylindern befindlichen Druckmittels beeinflussen, verändert werden können. . .

Weiterhin müssen bei den bekannten elektromechanischen Weichenantrieben, bei denen das Umstellen der Weichen über Rutschkupplungen und Getriebe durchgeführt wird, zu Beginn eines Auffahrvorganges die zwischen den Weichenzungen und den Rutschkupplungen befindlichen Getriebeteile des Antriebes in Bewegung gesetzt werden. Hierdurch entstehen erhebliche Massenkräfte, die beim Auffahren einer Weiche überwunden werden müssen. Dies hat zur Folge, dass die Weichensteilstangen und die entsprechenden Antriebsteile für diese wesentlich über den erforderlichen StellJeräften liegenden Massenkraft© ausgelegt werden müssen.

Die Erfindung löst die Aufgabe, eine wirtschaftliche und betriebssichere Einrichtung zum Umstellen von auffahrbaren und nlchtauffahrbaren Weichen zu schaffen, bei der die Massenkräfte durch einen Auffahrvorgang möglichst klein gehalten und Auswirkungen der Umweltbedingungen und Störungen auf die erforderliehen Stell«, Festhalte- und Auffahrkr&fte weitestgehend vermieden werden. Dies geschieht erfindungsgemäss dadurch, dass zum Umstellen einer Weiche die Antriebsvorrichtung über einen Winkelhebel mit einem auf einer Schubstange gleitbar angeordneten«Schiebergehäuse, an dem Festhalteriegel und eine durch eine Feder in Richtung der Schubstange drückende Rolle angebracht sind,. verbunden ist und dass zum übertragen der Weichenstellkraft in der Schubstange eine entsprechende Aussparung angeordnet ist, in die die in dem Schiebergehäuse geführte Rolle kraftschlüssig eingreift, so dass beim Auffahren einer Weiche dl« Weiohenantriebeteile unmittelbar okn« Zwischenglieder von der Schubstange, die vom Gleis her durch den Auffahrvorgang bewegt wird, getrennt werden.

BAD OBiGlNAL *

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Hierbei wird in vorteilhafter Weise in dem Schiebergehäuse eine Aussparung angeordnet» in die eine an dem entsprechenden Ende des Winkelhebels befestigte Rolle eingreift.

Es kann die Forderung bestehen, dass die Stellbewegung zum Umstellen der Weiche angezeigt werden muss, bevor die Stellstange der Welohe bewegt wird. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die In dem Schiebergehäuse angeordnete Aussparung in der Bewegungsrichtung der Sohubstange um einen bestimmten Betrag grosser als der Durohmesser der in die Aussparung eingreifenden Rolle ist.

Bei den bisher allgemein verwendeten elektro-raeohanischen Weichenantrieben erfolgen die Steuerung und überwachung vom Stellwerk aus, wobei die Ansteuerung zum Umstellen bei drehstromgespeisten Antrieben durch den Phasenwechsel in zwei der drei Speiseleitungen vorgenommen wird» Hierdurch wird die Drehrichtung des Elektrorae^ors dem erforderlichen' Umstellvorgang angepasst.

Um die bereits vorhandene Weiohanschaltung ohne Änderungen für die erf Indungsgemässe Einrichtung verwenden zu können, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als Antriebsvorrichtung eine dureh einen Elektromotor betriebene reversierbare Hoefadruck-Zahnradpumpe verwendet.

Eine einfache und wirtschaftliche Einrichtung ergibt sich hierbei nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, indes der elektrohydraulisch· Antrieb abhängig von der Drehrichtung der {Zahnradpumpe über Je eine Saug- und Druckleitung kreuzweise mit zwei den Winkelheb«! in ihren beiden Dreh- · richtungen bewegenden Zylindern verbunden ist und dass an» Hinstellen der zulässigen Stellkraft in Jeder der beiden Saug- und Druckleitungen Je ein Überdruckventil angeordnet ist. · "

Hierbei ist es vorteilhaft« zum Ausgleichen der duroh Teoperatursohw&nkungen auftretenden Volumenanderungen in dem hydraulischen System parallel zu den Überdruckventilen Je ein Rückschlagventil anzuordnen.

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Um die Einrichtung zum Umstellen von auffahrbaren und nichtauffahrbaren Weichen verwenden zu können, wird erfindungsgemäss bei einer vorhandenen Innenverriegelung parallel zu den Zylindern zum Umstellen der Weiche an die Saug- und Druckleitungen über ein Steuerventil, das vom Stellwerk aus gesteuert wird, ein die Innenverriegelung beta'tfeender Zylinder angeschlossen.

Die Erfindung wird anhand der Figuren beispielsweise näher erläutert.

In den Figuren sind nur die Teile dargestellt, die unbedingt für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind.

Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild für einen Weichenantrieb mit Innenverriegelung nach der Bfindung, der beispielsweise mit einem elektrohydraulischen Antriebsaggregat versehen istj

Fig. 2 und Fig. 3 Teile der'erfindungsgeraässen Einrichtungen zum übertragen der Stellkraft auf die Schubstange und die Organe zum Einstellen der Festhalte- und ,Auffahrkräfte.

In dem unteren Teil der Fig. 1 ist beispielsweise ein elektrohydraulisches Antriebsaggregat, bestehend aus dem Motor M, einer reversierbaren Hoohdruok-Zahnradpurape P und der die Druckmittel enthaltenden Behälter B, dargestellt. Über nicht dargestellte Steuer- und Speiseleitungen kann der Motor M Je nach der gewünschten Weichenumstellung in beiden Drehriohtungen eingeschaltet werden. Entsprechend diesen Drehriehtungen werden die beiden Ansohluss- _:-leitungen der Zahnradpumpe in Saug- bzw. Druokeysteme umgewandelt. Jede der Ansohlussleitungeffi ist kreuzweise mit den Zylindern Zl und Z2 verbunden, wobei z«B. zum Umstellen einer Weiche nach links die Zahnradpumpe über die linke Leitung über die Zylihderansehlüsae SSL baw. SSR in die Zylinder Zl bzw. Z2 Druckmittel fördert und Über die anderen Anschlüsse SlL bzw. SlR das Druckmittel aus den entsprechenden ZylinderrXumen über die rechte Leitung absaugt.

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Bei diesem Umstellvorgang wird die zulässige Stellkraft der Weiche durch das Überdruckventil ÜV1 begrenzt. Die Menge des zum Umstellen einer Weiche benötigten Druckmittels wird hierbei aus der einen Zylinderseite abgesaugt und auf die andere Seite des Zylinders gedrückt, so dass die zum Umstellen benötigte Druckmittelmenge in einem sogenannten geschlossenen System verwendet wird. Zum Ausgleich der durch Temperaturschwankungen auftretenden Volumenänderungen des Druckmittels in-dem hydraulisch geschlossenen System sind Rückschlagventile HVl und RV2 vorgesehen« Während des einen Umstellvorganges werden das Überdruckventil ÜV1 und das Rückschlagventil RVS und bei dem anderen Umstellvorgang das Überdruckventil ÜV2 und das Rückschlagventil RVl beansprucht. Durch den symmetrischen Aufbau der Einrichtung sind parallel zu den Überdruckventilen ÜV1 und ÜV2 je eines der Rückschlagventile RVl bzw, RV2 angeordnet.

Besteht die Forderung, dass eine Weiohe mit einer Innenverriegelung versehen sein muss., wobei diese Weiche wahlweise als auffahrbare oder nichtauffahrbare Weiche verwendet werden kann,¹ so ist bei den bekannten elektromechanisch betriebenen Weichenantrieben in den meisten Fällen ein zusätzlicher Elektromotor erforderlich. Dieser zusätzliche Motor kann in vorteilhafter Weise bei der erfindungsgemSssen Einrichtung dadurch vermieden werden, dass - wie in Fig.·1 durch die strichpunktierte linie angedeutet parallel zu den Zylindern Zl und Z2 zum Umstellen der Weichen an Saug- und Druckleitungen über ein Steuerventil WS 4/3 ein die nicht dargestellte Innenverriegelung betätigender Zylinder angeschlossen let. Dae Steuerventil wird über nicht dargestellte Leitungen beispielsweise vos Stellwerk aus gesteuert. Un einen Druckausgleich zwischen der Druck- und des* S&ugteite der Zahnradpumpe zu verhindern, sind in die Laitungen sum Steuerventil WS 3A Rückschlagventile RV> bzw. RV4 entsprechend angeordnet.

In Fig. 2 und 3 sind die *rfIndungagemäaaen ¹UiXe sum übertragen der Stell kraft auf die Schubstange 6 zum Umstellen der Weiche dargestellt. Durch die beispielsweise in Fig. 1 einem elektrohydraullachen Antriebsaggregat zugeordneten Zylinder Zl and Z2 werden in Pig. 3 die StmUkrUSt* »um Umstellen der Weich· auf den Winkelheb·! 1 Übertragen. Während «in·* Umatell

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Vorganges wird der im Gehäuse drehbar gelagerte Winkelhebel 1 entsprechend der gewünschten Weichenlage bewegt. Die in der Fig. 3 dargestellte Hebellage entspricht beispielsweise der linken Weichenendlage. Soll die Weiche in die rechte Lags umgestellt werden, so wird der Winkslhebei 1 über die entsprechende Beaufschlagung der Zylinder Zl und Z2 nach rechts gedreht. Der Winkelhebel überträgt die Stellkraft auf ein auf der Schubstange 6 gleitbar angeordnetes Schiebergehäuse 5, Fig. 2, an dem * Festhalteriegel 2 und 3 und eine durch eine Feder 7 in Richtung der Schubstange 6 drückende Rolle 8 angebracht sind. Um die Stellkraft von dem Schiebergehäuse 5 auf die Schubstange zu übertragen, ist in der Schubstange β eine Aussparung 6a angeordnet» in die die im Schiebergehäuse geführte Rolle 8 kraftschlüssig eingreift. Der Kraftschluss wird durch die vorgespannte Feder 7 erzeugt und so dimensioniert, dass bis zu einer in der Längsrichtung wirkenden Kraft von 700 Kp die Verbindung zwischen Schubstange und Schiebergehäuse aufrecht erhalten wird". In den beiden Endlagen der Weiche rasten die Festhalteriegel 2 bzw« 3 in entsprechende Aussparungen in dem Weichenantriebsgehäuse 11 ein« Dies® mechanische Festhaltung wird bei normaler Weichenumstelltmg über nicht dargestellte VeKbindungen. mit aera Winkelhebel 1 betätigt. In gleicher Weise fallen die Zungenprüferriegel 9 und 10, Fig. 3» in den entsprechenden Weichenendlagen in die Zungenprüferstaag® ein und können zu Beginn einer Weichenumstellung über nicht dargestellte Verbindungen ausgehoben werden«

Es ist zweekmässig, in dem Schiebergehäuse 5, Fig. 2, eine Aussparung 5a ansuos'dnenj in die eine an dem entsprechenden Ende des Winkelhebels 1, Fig. 3, befestigte Rolle 4, Fig. 2 und 3* zum übertragen der Stellkraft auf das Schiebergehäuse 5 eingreift.

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Um einen Umstellvorgang anzuzeigen, bevor sieh die Stellstange und damit die Weichenzunge bewegen, wird nach der Erfindung die In dem Schiebergehäuse 5, Figo 2* angeordnete Aussparung 5a in der Bewegungsrichtung der Schubstange 6 um einen bestimmten Betrag grosser als der Durohmesser der in die Aussparung eingreifenden Boll« k ausgeführt. Dieses Spiel dient zu Beginn des Umstellvorganges als Vorlauf zum Herausnehmen der mechanischen Festhaltung, z.B. In den Flg. 2 und 3 des Festhalteriegels 2 und des Zungenprüferrlegels 9.

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Der Umstellvorgang einer Weiche mit der erfindungsgemässen Einrichtung sei an einem Beispiel näher erläutert.

Um eine Weiche aus der in den Figuren dargestellten Endlage in die andere Endlage umzustellen, wird über die nicht dargestellten Leitungen das Antriebsaggregat M und P derart eingeschaltet,·dass über die Leitungen zu den Zylinderanschlüssen S2L und S2R Druckmittel in die entsprechenden Zylinderräume der Zylinder Zl und Z2 gefördert wird. Gleichzeitig wird"über die Anschlüsse SlL und SlR das Druckmittel aus den anderen Zylinderkaramem zur Zahnradpumpe hin abgesaugt. Wird hierbei die zulässige Stellkraft überschritten, öffnet das überdruckventil ÜVl und begrenzt die Stellkraft auf den zulässigen Betrag. In diesem Fall bewegen sich die Zylinderkolben in der Fig. 1 von rechts nach links. Diese Bewegung hat eine entsprechende Bewegung des Winkelhebels 1 in Fig. 3 von oben nach unten zur Folge. Hier-, durch bewegt sich die Rolle 4 in Fig. 2 nach unten und bewirkt bis zum Anschlag an die Stirnfläche der Aussparung 5a im Schiebergehäuse 5 das Ausheben des Festhalteriegels 2 und des ZungenprÜferriegels 2 in Fig. >. 3Jn Laufe der weiteren Bewegung de Winkeihsbels 1 wird nun durch di© Rolle 4 das Schiebergehäuse nach unten bewegt und durch die kraftsohlüssige Verbindung über die Rolle 8 wird gleichfalls die Schubstange 6 nach unten bewegt, die beispielsweise die Weiche in die andere Endlage führt. Ist die Endlage der Weiche erreicht, fällt der Festhalteriegel 3 in die entsprechende Gehäuseaussparung ein. Ebenso wird der Zungenprüferriegel XO,' Fig. 3* to die entsprechende Aussparung der Zungenprüferstange 12 gelegt. Abhängig von der Lage des Zungenprüferriegels 10 kann nun in bekannter Weise üb«? nioht dargestellte Kontakte und Leitungen der Waiohenetellvorgang abgeschaltet werden.

Wird die Weiche aufgefahren, so tritt an der abliegenden Weichenzunge eine Kraft auf, die über der Festhaltekraft liegt, und bewegt die.Schubstang· 6, Fig. 2, beispielsweise in der Richtung von oben nach unten. Da das Schiebergehäuse 5 über den'Festhalteriegel 2 im Antriebsgehäuse festgelegt 1st« drückt die Schubstange 6 die Rolle 8 aus der Aussparung 6a gegen die Kraft der Feder 7 heraus. Die Schubstange 6 bewegt sich unter Überwindung der Reibungskraft In die andere Endlage, wobei der eingefallen« Zungenprüfer- '

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riegel 9 beispielsweise durch. Abschrägen an entsprechenden Stellen der Schubstange herausgedrückt werden kann.

Durch entsprechende Formgebung der Aussparung 6a in der Schubstange und einen entsprechenden Durchmesser der Rolle 8 wird erreicht, dass beispielsweise erst bei einer in Längsrichtung der Schubstange 6 wirkenden Kraft von 700 Kp die kraftschlüssige Verbindung zum Schiebergehäuse 5 und Schubstange 6 gelöst wird. Bis zum endgültigen Ausheben der Rolle 8 aus der Aussparung 6a steigt die erforderliche Auffahrkraft bei der erf indungsgemässen Einrichtung lediglich von 700 Kp auf 7²I-O Kp an. Hiemach hat bei der weiteren Bewegung die Schubstange lediglich noch die Reibung zwischen der Schubstange und dem Antriebsgehäuse zu überwinden.

Durch die erfindungsgemässe Einrichtung 'Wird bei einem Auffahrvorgang zum Trennen der Schubstange und der Antriebsteile lediglich ein Kraftanstieg von 40 Kp, nämlich von 700 auf 7^0 Kp, erforderlich, während in den bekannten Auffahrkupplungen dagegen ein Kraftanstieg von 100 bis 500 Kp erforderlich ist.

Weiterhin werden bei der erfindungsgemässen Einrichtung, bei der bei einem Auffahrvorgang die Abtrennung der Antriebsteile unmittelbar an der Schubstange erfolgt, bei dem Auffahren nur geringe Massen bewegt, so dass die entsprechenden Massenkräfte gering sind.

Durch die Kombination von mechanischen Vorrichtungen zum Einstellen der Pesthalte- und Auffahrkräfte und einem eiektrohydraulisehen Antriebsaggregat mit einer reversierbaren Hochdruck-Zahnradpurape und Einstellung der Stellkraft durch entsprechende Überdruckventile wird eine betriebssichere lind wirtschaftliche Einrichtung geschaffen, bei der das Auffahren einer Weiche ohne .Rückwirkung auf das fv^auliksystera erfolgt. Hierdurch können Hydraulikbauteile mit kleinen Nennweiten verwendet werden. Weiterhin sind keine Hydraulikbauteile ausserhalb des Antriebsgehäuses anzuordnen. ■. ■ . - : ■ ;

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Darüber hinaus kann die erfindungsgemässe Einrichtung mit elektrohydraulischem Antrieb anstelle von bereits vorhandenen elektromechanischen Weichenantrieben verwendet werden, ohne dass die bereits vorhandene elektrische Schaltung zum Steuern des Weichenantriebs geändert werden muss.

Weiterhin ist es möglich, wenn die erfindungsgemässe Einrichtung nur für nichtauffahrbare Weichen verwendet werden soll, die Feder 7 bzw. die Feder 7 und die Rolle 8durch einen entsprechend ausgebildeten, starr mit dem Schiebergehäuse 5 verbundenen Bolzen auszutauschen, wodurch die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Schubstange 6 und dem Schiebergehäuse durch eine formschlüssige Verbindung ersetzt wird. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtungen zur Innenverriegelung eingespart werden können.

7 Patentansprüche

3 Bl. Zeichnungen mit

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Claims (7)

1. W.Hagen - F.Hartl - G.Domhan - K.Vogelgsang - M.Gebhardt 50-11-2-2-1

   Patentansprüche ·

   \1./Einrichtung zum Umstellen von auffahrbaren und nlchtauffahrbaren Weichen in Eisenbahnanlagen, bei denen die Weichen über die Stellstangen in den Endlagen festgelegt werden und zwischen den Antriebevorrichtungen und den Stellstangen der Weichen Kupplungsmittel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umstellen einer Weiche die Antriebsvorrichtung (z.B. M und P, Fig. l) über einen Winkelhebel (1, Fig. 3) mit einem auf einer Schubstange (6, Pig. 2)gleitbar angeordneten Schiebergehäuse (5), an dem Pesthalteriegel (2 und 3) und eine durch eine Feder (7) in Richtung der Schubstange (6) drückende Rolle (8) angebracht sind, verbunden ist und dass zum Übertragen der Weichestellkraft in der Schubstange (6) eine entsprechende Aussparung (6a) angeordnet 1st, in die die in dem Schiebergehäuse (5) geführte Rolle (8) kraftschlüssig eingreift, so.dass beim Auffahren einer Weiche die Weichenantriebsteile unmittelbar ohne Zwischenglieder von der Schubstange,' die vom Gleis her durch den Auffahrvorgang bewegt wird, getrennt werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schiebergehäuse (5, Fig. 2) jine Aussparung (5a) angeordnet ist, in die eine an dem entsprechenden Ende des Winkelhebels (l) befestigte Rolle (4)

   eingreift. . ' .
3. 3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Schiebergehäuse (5) angeordnete Aussparung (5a) in der Bewegungsrichtung der Schubstange (6) um einen bestimmten Betrag grosser als der Durchmesser der in die Aussparung (5a) eingreifenden Rolle (4) ist.
4. 4. Einrichtung naoh den Ansprüchen 1 bis 3, daduroh gekennzeichnet,, dass als Antriebsvorrichtung eine durch einen Elektromotor (M, Pig. l) betriebene röversierbare Hochdruok-Zahnradpumpe (P) verwendet wird.

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5. 5. Einrichtung nach Anspruoh 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrohydraulische Antrieb (M und P, Fig. l) abhKngig von der Drehriohtung der Zahnradpumpe (P) über Je eine Saug- und Druckleitung kreuzweise mit zwei den Winkelhebel (l, Fig. 3) in seinen beiden Drehriehtungen bewegenden Zylindern (Zl und Z2) verbunden ist und dass zum Einstellen der zulässigen Stellkraft in Jeder der beiden Saug- und Druckleitungen Je ein Überdruckventil (ÜV1 bzw. ÜV2, Fig. l) angeordnet ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 4 und Anspruoh 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleichen der durch Temperatureohwankungen auftretenden Volumenänderungen in dem hydraulischen System parallel zu den Überdruckventilen (UVl und ÜV2, Fig. l) Je ein Rückschlagventil (RVl bzw. RV2) angeordnet ist.
7. 7. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vorhandenen Innenverriegelung parallel zu den-Zylindern (Zl und 22, Fig. l) zum Umstellen der Weiohe an die Saug- und Druokleitungen über ein Steuerventil (WS 4/5)» <**■ vom Stellwerk aus gesteuert wird, ein die Innenverriegelung betätigender Zylinder (ZJ) angesohloesen ist.