DE19631174A1 - Stelleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stelleinrichtung für zumindest einen zu verstellen­ den Gleisabschnitt, insbesondere Weichen- oder Herzstückspitzen-Stelleinrichtung, umfassend eine mit Arbeitsfluid beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Anordnung mit von dieser ausgehendem und zu dem Gleisabschnitt führenden Verbindungselement wie Schieberstange.

Um bewegliche Gleisteile wie zum Beispiel Weichenzungen oder Herzstückspitzen zu verstellen, sind über Spindelantriebe oder Hydraulikzylinder betätigbare Stelleinrichtun­ gen bekannt, von denen Schieberstangen ausgehen. Bei Weichen wirken die Schieber­ stangen zum Beispiel mit Klammerverschlüssen zusammen, um die Weichenzungen zu ver- bzw. entriegeln. Bekannte über Spindelantriebe betätigbare Stellantriebe sind zum Beispiel der DE 31 06 708 C1, der US 4,637,579 oder der WO 95/08672 zu entnehmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Stelleinrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei der mittels einer Kolbenzylinder-An­ ordnung ein sicheres Verstellen und Arretieren und damit Halten des Gleisabschnitts in der jeweiligen Endstellung ermöglicht wird, wobei gleichzeitig ein geringer Ver­ schleiß der verwendeten Elemente und damit einer Reduzierung der Wartung ermöglicht werden soll. Insbesondere soll auch sichergestellt werden, daß die beim Verstellen auftretenden Hebelkräfte so gering wie möglich gehalten werden.

Das Problem wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Stell­ einrichtung einen doppelwirkenden Zylinder mit ortsfest angeordneter Kolbenstange umfaßt, entlang der der Zylinder verschiebbar ist, von dem seinerseits das Verbindungs­ element vorzugsweise mittig ausgeht.

Abweichend vom vorbekannten Stand der Technik greift das Verbindungselement wie Schieberstange nicht an eine im Zylinder verstellbare Kolbenstange, sondern an dem Zylinder selbst an, der entlang der Kolbenstange verstellbar ist. Dadurch, daß die Kolbenstange ortsfest angeordnet ist, kann das Arbeitsfluid zu den zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder vorhandenen Arbeitsräumen über axiale Bohrungen der Kolbenstange strömen, die vorzugsweise von jeweils einer Stirnseite der Kolbenstange ausgehen. Bewegliche Leitungen zum Zuführen des Arbeitsfluids wie Hydrauliköl sind nicht erforderlich.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zylinder in seiner jeweiligen Endstellung mit der Kolbenstange mittelbar oder unmittelbar arretierbar ist. Hierdurch ist sichergestellt, daß bei verriegeltem bzw. entriegeltem Gleisabschnitt dieses nicht unkontrolliert verstellbar ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß dann, wenn das Arbeitsfluid nicht im erforderlichen Umfang druckbeaufschlagt sein sollte, ein Ver­ stellen des Zylinders von Hand in die jeweilige Endstellung und damit zu dessen Arretierung möglich ist, so daß mit der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung Grundsi­ cherheitsanforderungen genügt wird.

Insbesondere ist vorgesehen, daß der Zylinder in vorgegebenen Positionen der Kolben­ stange jeweils über zumindest ein im Zylinder, d. h. in der Zylinderwandung oder im Zylinderkopf radial verschiebbares Element wie federkraftbeaufschlagten Bolzen arretierbar ist, das über einen in der Kolbenstange fluidbeaufschlagbaren Hilfskolben verstellbar ist, über den eine Verbindung zwischen Arbeitsfluidzuführung und Arbeits­ raum zwischen Kolben und Zylinder verschließbar bzw. freigebbar ist.

Durch diese Konstruktion ist ein Verstellen des Zylinders entlang der Kolbenstange nur dann möglich, wenn der Hilfskolben einerseits das Arretierelement in Ausgriff mit der Kolbenstange bringt und andererseits die Verbindung zu dem Arbeitsraum freigegeben ist. Dabei erfolgt eine Abstimmung zwischen Verschieben des Arretierelements und Freigeben des Verbindungskanals derart, daß das Arretierelement ein Verklemmen zwischen Zylinder und Kolben nicht verursachen kann.

Insbesondere sind in jedem endseitig angeordneten Zylinderkopf zwei diametral zuein­ ander angeordnete Arretierelemente vorgesehen, denen jeweils ein innerhalb des Kolbens radial verschiebbarer Hilfskolben zugeordnet ist.

Durch die innenliegende Arretierung ergibt sich eine außenseitig geschlossene Bauhein­ heit, durch die sichergestellt ist, daß durch Verschmutzung oder ähnliches eine Beein­ trächtigung kaum möglich ist. Auch sind außenliegende Steuerelemente nicht erforder­ lich.

Nach einem alternativen Vorschlag ist vorgesehen, daß der Zylinder in seinem jeweili­ gen Ende eine außenseitige Aufnahme für ein Arretierelement aufweist, das über einen innerhalb des Kolbens sich erstreckenden fluidbeaufschlagten Hilfskolben zum Arretie­ ren oder Freigeben des Zylinders verstellbar ist, wobei bei entarretiertem Zylinder der Hilfskolben eine Verbindung zwischen Arbeitsfluidzuführung und zwischen Zylinder und Kolben vorhandenem Arbeitsraum freigibt.

Der Hilfskolben ragt stirnseitig über jeweilige Kolbenstirnfläche vor und ist stirn­ flächenseitig gegenüber den Kolben über ein den Hilfskolben umgebendes Federelement derart kraftbeaufschlagt, daß zum Entriegeln des Arretierelementes dieser entgegen der Federkraft in den Kolben hineingezogen werden muß.

Insbesondere ist vorgesehen, daß das Arretierelement ein zwei jeweils in eine Aufnahme eingreifende Schenkel aufweisendes Klammerelement ist, das außenseitig an dem Kolben bzw. einer diesen haltenden Lagerung wie Lagerbock abstützbar ist. Hierdurch erfolgt eine Entlastung der Achsen, um die die Schenkel des Arretierelementes ver­ schwenkbar sind.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auch auf eine Anordnung zum Verstellen von auf Schwellen abgestützten Gleisabschnitten wie insbesondere Weichenzungen mit mehreren die Gleisabschnitte verstellenden Verstelleinrichtungen, von denen Schieber­ stangen ausgehen, die mit die Schienenabschnitte verstellenden und diese ver- bzw. entriegelnden Klammereinrichtungen verbunden sind, die sich dadurch auszeichnet, daß jede Stelleinrichtung eine Zylinder-Kolbenanordnung umfaßt, daß jede Zylinder-Kolben­ anordnung jeweils in einer als Trogschwelle ausgebildeten Schwelle angeordnet ist, daß jede Zylinder-Kolbenanordnung einen doppelwirkenden Zylinder umfaßt, der entlang ortsfest angeordneter Kolbenstange verschiebbar ist und von dem eine zu der Klammer­ einrichtung führenden Schieberstange ausgeht, und daß die Zylinderkolbenanordnungen über einen gemeinsamen Arbeitsfluidspeicher mit Arbeitsfluid versorgbar sind, wobei der Arbeitsfluidspeicher in einer weiteren als Trogschwelle ausgebildeten Schwelle angeordnet ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung besteht die Möglichkeit, einen Weichen­ abschnitt vollständig vormontiert zur Verfügung zu stellen, wobei die Stelleinrichtungen selbst in Trog- oder Verschlußfachschwellen angeordnet sind. Die einzelnen Stell­ einrichtungen werden dabei über einen gemeinsamen Arbeitsfluidspeicher mit Arbeits­ fluid versorgt, wobei der Arbeitsfluidspeicher selbst wiederum in einer Trog- bzw. Verschlußfachschwelle angeordnet wird. Von dem Arbeitsfluidspeicher führen dann die einzelnen Leitungen zu den Kolben-Zylinderanordnungen, wobei in den Leitungen in Abhängigkeit von den von den einzelnen Stelleinrichtungen durchzuführenden Stell­ wegen Reduzierventile angeordnet sein können.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung des der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Stelleinrichtung mit von dieser ausge­ hender und zu Klammerverschlüssen führenden Schieberstange,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Stelleinrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Ausschnitt der Stelleinrichtung nach Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Stelleinrichtung nach Fig. 1 und 2 und im Ausschnitt,

Fig. 5 ein Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Stelleinrichtung,

Fig. 6 einen Ausschnitt der Stelleinrichtung nach Fig. 5 bei geöffnetem Ar­ beitsraum,

Fig. 7 einen der Fig. 6 entsprechenden Ausschnitt, jedoch bei verschlossenem Arbeitsraum und

Fig. 8 ein vormontiertes Weichengroßteil.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer Stelleinrichtung 10 in Form eines doppelwirkenden Zylinders 12 dargestellt, in dem eine Kolbenstange 13 verläuft, die mit Endabschnitten 14, 16 den Zylinder 12 stirnseitig durchsetzt, die ihrerseits ortsfest in Lagerungen wie Lagerböcken 18, 20 festgelegt sind. Damit der Zylinder 12 entlang der Kolbenstange 13 verschiebbar ist, muß ein zwischen dem Kolbenstangenabschnitt 14 bzw. 16 und dem Zylinder 12 ausgebildeter Arbeitsraum 22, 24 mit Arbeitsfluid wie Hydrauliköl beaufschlagt werden, das über innerhalb der Kolbenabschnitte 14, 16 axial verlaufende Bohrungen 26, 28 den Arbeitsräumen 22, 24 in nachstehend beschriebener Art zuführbar ist.

Mittig von der Außenwandung 30 des Zylinders 12 ist eine Schieberstange 32 befestigt, die über nicht näher bezeichnete Spitzenklammerverschlüsse oder andere Verschluß­ einrichtungen zu den zu verstellenden bzw. zu verriegelnden und zu entriegelnden Gleisabschnitten führt. Bezüglich der Schieberstange 32 und der Verschlüsse wird jedoch auf hinlänglich bekannte Konstruktionen verwiesen.

Dadurch, daß die Schieberstange 32 mittig von dem Zylinder 12 ausgeht und der Zylinder 12 selbst entlang der Kolbenstange 13 verschiebbar ist, ergibt sich der Vorteil, daß beim Verstellen nur geringe Hebelkräfte aufgrund der weitgehend symmetrischen Kraftaufteilung wirken. Zum Verstellen des Zylinders 12 sind keine flexiblen Leitungen erforderlich, da das Arbeitsfluid durch die Bohrungen 26, 28 in den Kolbenstangen­ abschnitten 14, 16 strömt.

Um den Zylinder 12 in seiner jeweiligen Endstellung, also dann, wenn eines der Gleisabschnitte wie Weichenzungen verriegelt bzw. entriegelt ist, zu arretieren, sind in den Zylinderköpfen 34, 36 Verriegelungsbolzen vorgesehen, von denen einer rein beispielhaft mit dem Bezugszeichen 38 versehen ist. Der Verriegelungsbolzen 38 erstreckt sich in einer radialen Bohrung 40 des Zylinderkopfes 34 und ist in Richtung des Kolbenstangenabschnitts 14 mittels einer Schraubenfeder 42 kraftbeaufschlagt. Befindet sich der Verschluß für den Gleisabschnitt, also zum Beispiel der Weichenver­ schluß, in der gewünschten Position, so kann der Bolzen 38 mit seinem verjüngten Ende 41 in eine entsprechende Aufnahme 44 des Kolbenstangenabschnitts 14 eingreifen. In diesem Fall ist der Zylinder 12 unverrückbar mit der Kolbenstange 13 verbunden. Um ein Entarretieren zu ermöglichen, muß ein dem Bolzen 38 zugeordneter Hilfskolben 46 mit über die Bohrung 26 strömendes Arbeitsfluid beaufschlagt und nach außen gedrückt werden, so daß der Bolzen 38 mit seinem inneren Ende in Ausgriff mit dem Kolben­ stangenabschnitt 14 gelangt.

Wie die Darstellung der Fig. 3 verdeutlicht, wird über den Hilfskolben 46 gleichzeitig eine Verbindung 47 zu dem Arbeitsraum 22 geöffnet bzw. verschlossen. Dies bedeutet, daß dann, wenn der Verriegelungsbolzen 38 in Ausgriff mit dem Kolbenabschnitt 14 gelangt, der Hilfskolben 46 die Verbindung 47 frei gibt, so daß über den Kanal 26 in den Arbeitsraum 22 Arbeitsfluid strömen kann. Im Ausführungsbeispiel kann der Zylinder 12 nach links verschoben werden. Eine entsprechende Anordnung findet sich in dem Zylinderkopf 36 wieder.

Sind in dem Ausführungsbeispiel zwei Arretierungsbolzen 38 oder gleichwirkende Ele­ mente vorgesehen, so kann selbstverständlich auch eine andere Anzahl gewählt werden.

Aus der Fig. 3 ergibt sich des weiteren, daß der Arbeitsraum 22 mit der Bohrung 26 über eine durch ein Rückschlagventil 48 verschließbare Bohrung 50 verbindbar ist, damit Arbeitsfluid zurück in die Bohrung 26 dann strömen kann, wenn der Zylinder 12 erneut in die den Fig. 2 und 4 zu entnehmende Position zurückbewegt wird, um sodann verriegelt zu werden.

In den Fig. 5-7 ist eine zweite Ausführungsform einer Stelleinrichtung im Ausschnitt dargestellt, die - entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1-4 - einen doppel­ wirkenden Zylinder 52 umfaßt, innerhalb der sich eine ortsfest angeordnete Kolben­ stange 54 erstreckt, so daß sich der Zylinder 52 entlang der Kolbenstange 54 bewegt.

Um den Zylinder 52 in seiner jeweiligen Endstellung zu arretieren, wird die Kolben­ stange 54 an ihrem jeweiligen Ende von einem Hilfskolben 56 durchsetzt, der gegen­ über der Stirnfläche 58 der Kolbenstange 54 mittels eines Federelementes wie Schrau­ benfeder 60 abgestützt ist. Von dem Hilfskolben 56 bzw. dessen Kolbenstange geht ein im Ausführungsbeispiel zwei klauenartige Schenkel 62, 64 umfassendes Arretierelement 66 aus, dessen in Richtung des Zylinders 52 abgewinkelte Schenkelenden 68, 70 in entsprechende Aufnahmen 72, 74 in der Zylinderaußenwandung dann eingreifen, wenn der Zylinder 52 arretiert werden soll. Um eine Arretierung zu ermöglichen, muß der Hilfskolben 56 entgegen der Federkraft in die Kolbenstange 54 hineingedrückt werden. Hierzu wird Arbeitsfluid über Lageraugen 76 des Lagerbocks 78 der ortsfest angeord­ neten Kolbenstange 54 zugeführt. Durch das Verstellen des Hilfskolbens 56 wird gleich­ zeitig von dem Lagerauge 76 über eine Bohrung 80 und einen sich zwischen Außen­ wandung 82 der Kolbenstange des Hilfskolbens 56 und von Abschnitten 84, 86 der Innenwandung 88 der Kolbenstange 54 begrenzten Kanal (angedeutet durch den Pfeil 90) Arbeitsfluid in die Längsbohrung 92 der Kolbenstange 54 geleitet, um auf diese Weise den nicht dargestellten Arbeitsraum zwischen Zylinder 52 und entsprechendem Abschnitt der Kolbenstange 54 zu beaufschlagen und den Zylinder 52 zu verschieben.

Eine entsprechende Arretieranordnung befindet sich am gegenüber liegenden ortsfest angeordneten Ende der Kolbenstange 54.

Befindet sich die Kolbenstange 54 in ihrer eingefahrenen Stellung, in der das Arretier­ element 66 in die Aufnahmen 72, 74 des Zylinders 52 eingreift, so ist der Kanal 90 verschlossen, so daß Arbeitsfluid nicht über die Bohrung 80 in den Kanal 92 strömen kann (Fig. 7).

Ferner verdeutlicht die Fig. 5, daß die Schenkel 62, 64 koaxial zu ihren Schwenkachsen an Abschnitten des Lagerbocks 78 abstützbar sind, so daß eine Entlastung der Achsen erfolgt.

In Fig. 8 ist rein prinzipiell ein vollständig vormontiertes Weichengroßteil dargestellt, bei dem die Weichenzungen 110, 112 über Stelleinrichtungen verstellbar sind, von denen rein prinzipiell Kolben-Zylinderanordnungen 12, 52 dargestellt sind, die denen der Fig. 1-7 entsprechen. Die Kolben-Zylinderanordnungen 12, 52 sind erfindungs­ gemäß bei Weichen mit Schotterunterbau in Trog- bzw. Verschlußfachschwellen 94, 96, 100, 102 angeordnet und werden von einem gemeinsamen Arbeitsfluidspeicher 104 mit Arbeitsfluid über Leitungen 106 und 108 versorgt, die vorzugsweise unterhalb der Schiene angeordnet werden, um keine Störung beim Stopfvorgang zu bewirken. Der Arbeitsfluidspeicher 104 selbst ist seinerseits ebenfalls in einer als Trog- bzw. Ver­ schlußfachschwelle ausgebildeten Schwelle 98 angeordnet.

Bei Weichen mit fester Fahrbahn kann die Anordnung innerhalb der Schwellenfelder vorgesehen sein.

Claims (13)

1. Stelleinrichtung (10) für zumindest einen zu verstellenden Gleisabschnitt, insbesondere Weichen- oder Herzstückspitzen-Stelleinrichtung, umfassend eine mit Arbeitsfluid beaufschlagbare Zylinder-Kolbenanordnung (12, 13, 52, 54) mit von dieser ausgehendem und zu dem Gleisabschnitt führenden Verbindungs­ element (32) wie Schieberstange, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (10) einen doppelwirkenden Zylinder (12, 52) mit ortsfest angeordneter Kolbenstange (13, 54) umfaßt, entlang der der Zylinder verschiebbar ist, von dem seinerseits das Verbindungselement (32) ausgeht.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (12, 52) in seiner jeweiligen Endstellung mit der Kolbenstange (13, 54) mittelbar oder unmittelbar arretierbar ist.

3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement wie Schieberstange (32) von dem Zylinder (12, 52) mittig ausgeht.

4. Stelleinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise von den Stirnseiten der Kolbenstange (13, 54) jeweils ein von dem Arbeitsfluid durchströmbarer Kanal (26, 28, 92) ausgeht, der über eine von einem vorzugsweise radial in dem Kolben (13, 54) verschiebbaren Hilfskolben (44, 56) freigeb- bzw. sperrbare Verbindung zu einem Arbeitsraum (22, 24) führt.

5. Stelleinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Arbeitsraum (22, 24) und dem Kanal wie axialer Bohrung (26, 28) in dem ortsfesten Kolben (13) ein Rückschlagventil (48) verläuft, welches bei fehlender Arbeitsfluidbeaufschlagung zum Verstellen des Zylinders (12, 52) geöffnet ist.

6. Stelleinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (13) über zumindest ein sich im Zylinder (12), vorzugs­ weise im Zylinderkopf (34, 36) radial verschiebbares Element wie federkraft­ beaufschlagten Bolzen (38) arretierbar ist, das über den Hilfskolben (44) in Ausgriff mit dem Kolben (14) bringbar ist.

7. Stelleinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (12) an seinem jeweiligen Ende einen Zylinderkopf (34, 36) aufweist, in dem jeweils zwei diametral zueinander verlaufende verschiebbare Arretierelemente wie federkraftbeaufschlagte Bolzen (38) verlaufen.

8. Stelleinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (52) in seinem jeweiligen Endbereich eine außenseitige Auf­ nahme (72, 74) für ein Arretierelement (66, 62, 64, 68, 70) aufweist, das über einen innerhalb der Kolbenstange (52) sich erstreckenden fluidbeaufschlagbaren Hilfskolben (56) zum Arretieren oder Freigeben des Zylinders verstellbar ist.

9. Stelleinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei entarretiertem Zylinder (52) der Hilfskolben (56) einen zwischen dem Zylinder (52) und der Kolbenstange (54) vorhandenen Arbeitsraum verlaufenden Fluidkanal (90) freigibt.

10. Stelleinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (56) über ein stirnflächenseitig an der Kolbenstange (54) abgestütztes Federelement zum Verriegeln des Zylinders (52) kraftbeaufschlagt ist und daß zum Entriegeln des Zylinders der Hilfskolben (56) entgegen der Federkraft fluiddruckbeaufschlagt und in die Kolbenstange hineingezogen ist.

11. Stelleinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierelement (66) ein zwei in jeweils eine Aufnahme (72, 74) ein­ greifende Schenkel (62, 64) aufweisendes Klauenelement ist, das außenseitig an der Kolbenstange (54) bzw. einer Lagerung wie Lagerbock (78) abstützbar ist.

12. Anordnung zum Verstellen von auf Schwellen (94, 96, 98, 100, 102) abgestütz­ ten Gleisabschnitten wie insbesondere Weichenzungen mit mehreren die Gleis­ abschnitte verstellenden Verstelleinrichtungen (12, 52), von denen Schieber­ stangen ausgehen, die mit die Schienenabschnitte verstellenden und diese ver- bzw. entriegelnden Klammereinrichtungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Stelleinrichtung eine Zylinder-Kolbenanordnung umfaßt,
daß jede Zylinder-Kolbenanordnung jeweils in einer als Trogschwelle ausgebildeten Schwelle (94, 96, 100, 102) angeordnet ist,
daß jede Zylinder-Kolbenanordnung einen doppelwirkenden Zylinder umfaßt, der entlang ortsfest angeordneter Kolbenstange verschiebbar ist und von dem eine zu der Klammereinrichtung führenden Schieberstange ausgeht, und
daß die Zylinderkolbenanordnungen über einen gemeinsamen Arbeitsfluidspeicher (104) mit Arbeitsfluid versorgbar sind,
wobei der Arbeitsfluidspeicher in einer weiteren als Trogschwelle (98) ausgebil­ deten Schwelle angeordnet ist.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine vormontierte transportierbare Einheit ist.