DE2744969B2 - Hydraulischer Weichenantrieb - Google Patents

Description

Gegenstand der Hauptpatentanmeldung P 2557574.0-21 ist ein hydraulischer, insbesondere elektro-hydraulischer Weichenantrieb mit einem einen Tank für eine Flüssigkeit, eine Flüssigkeitspumpe sowie Druckbegrenzungs- und Rückschlagventile enthaltenden Hydraulikaggregat und einer über hydraulisch bewegte Hubelemente betätigbaren Schubstange, welche über ein Übertragungsgestänge auf die Weichenzungen einwirkt, und bei dem der die Flüssigkeit aufnehmende Tank, die Pumpen- und Ventilanordnung niit dem Antriebsmotor und dem Handnotantrieb eine bauliche, leicht auswechselbare Einheit bilden und die Betätigung der Schubstange mittels eines einzigen, räumlich parallel dazu angeordneten und einen an der Schubstange angreifenden Mitnehmer aufweisenden Stellzylinders erfolgt, der axial verschiebbar auf einer feststehenden Kolbenstange angeordnet ist, welche ein stationäres, dicht an der Innenmantelfläche des Zylinders anliegendes Kolbenelement besitzt und Bohrungen für die wechselseitige Flüssigkeitszufuhr zu einer jeweils von der einen Stirnfläche des Kolbenelements und einer nutenförmigen Ausnehmung in dem auf der Kolbenstange gleitenden buchsenförmigen Bereich des Zylinderkopfes gebildeten Kammer aufweist.

Die Festhaltekraft der Schubstange bzw. des Weichenantriebs ist hierbei durch eine Rückstellfeder bestimmt, welche auf eine Verriegelungswalze einwirkt, die mittels Schwenkhebel um einen quer zur Schubstange verlaufenden Bolzen drehbar ist und der ein am Mitnehmer des Zylinders angebrachtes Entriegelungselement zugeordnet ist.

Die Schwenkhebel mit der drehbar mit ihnen vereinigten Verriegelungswalze sowie die Rückstellfeder und das Entriegelungselement bilden somit eine mechanisch zusammenwirkende Einheit. Das bedeutet, daß die Auslösung der Festhaltekraft von den besagten Steuer- und Verriegelungsteilen abhängig ist. Die Betriebssicherheit dieser mechanisch zusammenwirkenden Einheit hängt daher von der Beschaffenheit und Verschleißfestigkeit der einzelnen Steuer- und Verriegelungsteile ab, desgleichen die Reproduzierbarkeit der Festhaltekraft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den hydraulischen Weichenantrieb dahingehend zu vervollkommnen, daß eine von den Steuerungs- und Verriegelungsteilen unabhängige Auslösung der Festhaltekraft des Weichenantriebs beim Auffahren der Weiche erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

löst, daß der am Stellzylinder befindliche Mitnehmer mit einer auf der Schubstange angeordneten Kugelkupplung unter Belassung eines Leerhubs für den Mitnehmer im Eingriff steht.

Der Leer- oder Vorhub ist dabei zweckmäßigerweise dadurch verwirklicht, daß am Umfang der Kugelkup, lung zwei einen Autnahmeraum für den Mitnehmer des Stellzylinders abgrenzende Absätze vorgesehen sind, deren Abstand in axialer Richtung größer bemessen ist als das in diesen Aufnahmeraum eingreifende Teil des Mitnehmers. In weiterer Ausgestaltung dei Erfindung sind der Kugelkupplung zwei spiegelbildlich zueinander und im Abstand voneinander angeordnete Ver- und Entriegelungssysteme zugeordnet, die abwechslungsweise in Funktion treten.

Während des Leer- bzw. Vorhubes des Stellzylinders beim normalen Stellvorgang wird das eine (weichenseitige) Ver- und Entriegelungssystem betätigt und dadurch sowohl die Schubstange als auch die bei- ^den Zungenprüferstangen (oberer und unterer Prüf- £schieber) entriegelt, wobei die Entriegelung der Zun^rgenprüferstangen über vom besagten Ver- und j Entriegelungssystem betätigte zusätzliche Glieder erfolgt. Nach der Entriegelung der Schubstange und der Zungenprüferstangen läuft der Mitnehmer des Stellzylinders auf den weichenseitigen Ansatz der Kugel-• kupplung auf und nimmt diese und damit auch die Schubstange mit. In der Endstellung der Schubstange wird diese vom anderen Ver- und Entriegelungssystem über die Kugelkupplung gesichert, desgleichen werden die beiden Zungenprüfstangen in ihrer Endlage über die erwähnten zusätzlichen Glieder arretiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1-4 Prinzipdarstellungen des Steuerteils des hydraulischen Weichenantriebs,

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung der Kugelkupplung, Fig. 6 eine Ansicht des Weichenantriebs von oben,

Fig. 7 eine Ansicht längs des Schnittes A-B durch Fig. 6,

Fig. 8 eine Ansicht längs des Schnittes C-D durch Fig. 6,

Fig 9 eine Ansicht längs des Schnittes E-F durch Fig. 6.

Die Steueranordnung gemäß Fig. 1-4 des Weichenantriebs arbeitet wie folgt:

Das über die in der Zeichnung nicht dargestellte Axialpumpe geforderte Hydrauliköl gelangt über den in der Lagerplatte 3 für die Schubstange 4 und die Prüfschieberschienen 21, 21' vorhandenen Kanal 27 in die Bohrung 7 der fest angeordneten Kolbenstange 5 und von hier aus in die zwischen der weichenseitigei. Stirnseite des Kolbenteils 15 und der korrespondierenden Frontseite des auf der Kolbenstange !gleitenden vorderen buchsenförmigen Teils 50 des Stellzylinders 16 entstehende Kammer 18. Infolge des sich in dieser Kammer aufbauenden Flüssigkeitsdrucks und aufgrund der stationären Anordnung des Kolbenteils 15 wird der Stellzylinder 16 auf der Kolbenstange 5 nach rechts bewegt. Mit dem Stellzylinder bewegt sich auch der an diesem angebrachte Mitnehmer 19 nach rechts, dessen Führungsstück 42' in einen Aufnahmeraum 43 zwischen zwei Ansätzen 44,45 einsr Kugelkupplung "6 eingreift. Da der Aufnahmeraum 43 länger bemessen ist als das Führungsstück 42', führt der Stellzylinder zunächst einen Leer- oder

Vorhub der Länge h aus, bevor das Führungsstück 42' des Mitnehmers 19 auf den Ansatz 45 der Kugelkupplung auftrifft.

Während des Leerhubs wird die Walze 47 des Ver- und Entriegelungssystems 48 durch eine ebenfalls am Stellzylinder 16 befestigte Entriegelungsschiene 49 nach oben und damit aus der Bewegungsbahn der Schiene 49 gedrückt. Dieser Entriegelungsvorgang wird dabei durch eine an der Schiene 49 vorgesehene Abschrägung 51 erleichtert. Infolge der Aufwärtsbewegung der an einem um die Achsen 5?., 52' drehbaren Schwenkarm befindlichen Walze 47 bewegen sich auch die Querstege 53,53' des Systems 48 nach oben, so daß auch die in einem Hinterschnitt 55 der Nase 56 der Kugelkupplung befindliche Walze 54 aus der Hinterschneidung ausrastet und so den \ erschiebungsweg für die Kugelkupplung freigibt.

Mit dem Steg 53' des Ver- und Entriegelungssystems 48 ist eine Lenkstange 57 vereinigt, welche auf diii beiden Schwenkarme 58, 59 für den oberen und unteren Prüfschieber 21 und 21' einwirkt und beim durch die Entnegelungsschiene 49 bewirkten Anheben des Systems nach oben bewegt wird, wodurch die beiden Rollen 60, 61 aus den Ausnehmungen 62, 63 der Steuerschienen 64,65 für die Prüfschieber 21 und 21' herausgeschwenkt werden, so daß diese beiden Schienen ebenfalls entriegelt sind.

Mit der Betätigung des Schwenkarms 58 wird zugleich durch einen mit diesem Schwenkarm vereinigjo ten Hebel 66 ein Schalter 37 betätigt, der einen Überwachungskontakt 38 (Signal im Stellwerk) öffnet und den Motorkontakt 67 schließt.

Den Entriegelungszustand der Anordnung bei geschlossenem Motorkontakt 67 zeigt Fig. 2.
V) Nach Beendigung des Leer- oder Vorhubs, der beispielsweise in der Größenordnung von 20 mm liegt, nimmt der Stellzylinder 16 über den Mitnehmer 19 die Kugelkupplung 46 und mit dieser die Schubstange 4 mit und gelangt schließlich über die in Fig. 3 dargestellte Mittelstellung bis in seine in F i g. 4 festgehaltene Endlage, in welcher die Stirnseite der Kugelkupplung an der Lagerplatte 3 zur Anlage kommt. Damit ist die Endsteüung der Schubstange 4 und der Prüfschieber 21,21' er/eicht. Der Stellweg beträgt dabei ca. 220 mm.

In der in Fig. 4 festgehaltenen Endstellung (+) der Schubstange und der Prüfschieber tritt das analog dem System 48 aufgebaute Ver- und Entriegelungssystem 68 in Funktion. Die nunmehr hinter der Entriegeso Iungsschiene 49 befindliche Walze 69 hintergreift diese Schiene und die Walze 70 gelangt in die Hinterschneidung 71 der Kugelkupplung 46. Damit ist die Lage der Schubstange 4 gesichert. Des weiteren fallen die Rollen 72 und 73 in die Ausnehmungen 74 und 75 der Steuerschienen 64, 65 für die Prüfschieber 21, 21'. Mit der gleichzeitigen Betätigung des Hebels 66' wird vom Kontakt 67' der Motor abgeschaltet und mit dem Kontakt 38' der übenvachungsstromkreis eingeschaltet (Signal im Stellwerk).

Die Rolle 73 des Schwenkarms 76 hält den unteren Prüfschieber 21' in seiner Lage und sichert damit zusätzlich über die Zungenprüferstange 21" die jetzt am Gleis 77 anliegende Weichenzunge 78 in ihrer Stellung. Die Sicherungskraft beträgt dabei ca. 7,5 KN. Die Sicherung der vom Gleis abliegenden Weichenzunge 79 erfolgt entsprechend durch die -Rolle 72 des Schwenkhebels 80, welche unter Belassung eines Spiels von ca. 10 mm auf die Steuerschiene 64

des Prüfschiebers 21 und damit auf die Zungenprüferstange 21'" einwirkt.

In dieser Position der Schubstange und der Prüfschieber ist der Überwachungskontakt 38' geschlossen und der Motorkontakt 67 geschlossen.

Die beiden Schwenkarmpaare 58, 59 und 76, 80 der Verriegelungssysteme 48 und 68 sind jeweils über einen Hebel 81,82 miteinander gekoppelt. Die beiden Hebel 81 und 82 werden dabei durch Tellerfedersäulen gegen die Sieuerschienen 64 und 65 gedrückt. Die Stellkraft des Antriebs wird durch das nicht dargestellte Druckbegrenzungsventil bestimmt und beträgt beispielsweise 5,5 ±0,5 KN. In diesem Fall wird die Haltekraft der Schubstange von der Kugelkupplung auf ca. 7,5 ± 0,5 KN begrenzt.

Wie aus den Fig. 5a und 5b ersichtlich ist, wird die Schubstange 4 in der Kugelkupplung 46 durch in einer Rille 96 der Schubstange befindliche Kugeln 83 gehalten. Diese Kugeln werden ihrerseits von zwei Bundbuchsen 84,85, die jeweils mittels auf Festhaltekraft eingestellte Tellerfedersäulen 86, 87 gegen die einstellbaren Anschläge 88 am Innenumfang der Kupplungshülse gedruckt werden, in der Mittelstellung fixiert (Fig. 5 a).

. Bei Beanspruchung der Schubstange 4 auf Zug (Zugkraft von der Weiche her beim Auffahren [siehe Fig. 1, Pfeil]), wird die rechte Bundbuchse 85 gegen die auf sie einwirkende Tellerfeder 86 aus der Endlage gedrückt, und zwar soweit, bis die Kugein 83 vom Kugelführungsring 89 in den Kupplungshülsenraum 95 gelangen. Die Lage der linken Bundbuchse 84 bleibt dabei unverändert, da sie nach wie vor am bundförmigsn Anschlag 9Q der Kupplungshülse anliegt, infolge des Ausweichens der Kugeln in den Kupplungshülsenraum 95 kann die Schubstange jetzt mit sehr geringer Kraft herausgezogen werden (Fig. 5b).

Bei einem einfahrenden Schienenfahrzeug (Einfahrt von [ + ], Weiche in Stellung [ —], siehe Fig. 1) bewegt dieses die jetzt abliegende Weichenzunge 78 und mit dieser die Schieberstange 91 des Klammerspitzenverschiusses sowie die Zungenprüiersiange 21" des unteren Prüf schiebers 21' um ca. 60 mm nach rechts (gestrichelte Lage). Während dieses Hubes verbleibt die an der Bsckcnschiens 92 enlie^nd? Weichenzunge 79 zunächst noch in ihrer Lage, jedoch rastet bereits zu Beginn der Bewegung (nach ca. 6 mm Weg) der abliegenden Weichenzunge 78 die Kugelkupplung 46 aufgrund der Verschiebung der Stellstange 93 aus. Nach ca. 10 mm Weg läuft die untere Steuerschiene 65 auf die Rolle 61 auf und hebt über diese, den Schwenkarm 59, den Hebel 81 und den Schwenkarm 58 die Rolle 60 aus. Damit wird die bei Bruch der Stellstange 93 sonst wirksame zusätzliche Verriegelung der anliegenden Weichenzunge 79 aufgehoben. Der Überwachungskontakt 38 öffnet, der Motorkontakt 67 schließt (Auffahrmeldung). Die Verriegelungsanordnung 48 bleibt in Verriegelungsstellung stehen. Die Rückstellung der ausgerasteten Kugelkupplung erfolgt durch Betätigen der Hydraulik und der damit verbundenen Hubbewegung des Stellzylinders 16. Die Schubstange 4 gleitet indessen beim Auffahrvorgang weiter durch die Kugelkupplung hindurch bis zu einem maximalen Weg, der beispielsweise in der Größenordnung von 160 mm liegen kann.

Im Falle des umgekehrten Stellvorgangs (Fig. 1, von [—] nach [+]) nach Bruch der Zungenprüferstange 21'" im Stillstand der Endstellung (-) wird im Verlauf der Stellbewegung von den Weichenzungen nur der Prüf schieber 21' mitgenommen, der obere

ίο Prüfschieber 21 verharrt zunächst in seiner Endlage. Die beiden Prüfschieber 21 und 21' sind mit einem Freilauf 24' von ca. 60 mm für beide Bewegungsrichtungen miteinander gekoppelt. Infolge dieses Freilaufs wird der an der Zungenprüferstange 21'" montierte Prüfschieuer erst nach ca. 60 mm Hub von dem unteren Prüfschieber 21' mitgenommen. Demzufolge verhindert der obere Prüfschieber 21 bzw. dessen Steuerschiene 64 ein Einfallen der Rolle 72 in die Ausnehmung 74, so daß in der Endstellung ( + ) (Fig. 4) der Sperrhebel 82 nicht betätigt wird und demgemäß der Kontakt 38' nicht schließt und daher auch keine Ordnungsmeldung erfolgt.

Wird der Antrieb wieder in die Endstellung (—) zurückgesteuert (Fig. 1), läuft der Prüfschieber 21

etwa 60 mm gegen den unteren Prüf schieber 21' nach und verhindert dadurch ein Einfallen des Sperrhebels 81, obwohl der Antrieb mit der Schubstange 4 und der Entriegelungsschiene 49 wieder in die Endstellung ( —) zurückgefahren ist. Daher schließt der Überwaerdungskontakt 38 nicht und eine Ordnungsmeldung kann auch in diesem Fall nicht erfolgen. Eine Änderung der Festhaltekraft kann sich bei der erfindungsgemäßen Konzeption nur dann ergeben, wenn eine oder mehrere der lediglich statisch beanspruchten Tellerfedern der beiden Säulen 86 und 87 brechen. Die durch die einstellbaren Tellerfedersäulen 86 und 87 (Fig. 5) bestimmte Festhaltekraft in der Kugelkupplung ändert sich bei Bruch einer oder mehrerer Tellerfedern allerdings nur verhältnismäßig wenig.

Beispielsweise ergibt sich beim gleichzeitigen Ausfall von drei Tellerfedern je Säule είπε Verringerung der Festhaltekraft von ca. 5%.

Aus den Fig. 6-9, d'e eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Weichenantriebs

veranschaulichen, ist ersichtlich, daß die in den Fig. 1-4 jeweils paarweise räumlich untereinander liegend gezeichneten Ver- und Entriegelungswalzen 47, 54 und 60, 61 sowie 69, 70 und 72, 73 durch je eine Walze verkörpert sind, welche sich in horizonta-

ler Richtung einerseits quer zur Bewegungsbahn der Entriegelungsschiene 49 und der Nase 56 der Kugelkuppiung 46 erstrecken und mit diesen Teilen korrespondieren und andererseits in die Bewegungsbahnen der Steuerschienen 64 und 65 der Priifschieber 21 und 21' diese freigebend oder arretierend eingreifen. Die Sperrhebel 81 und 82 sind dabei durch Winkelhebel verkörpert, während die Lenk- oder Koppelstangen 57,57' zur Betätigung der beiden Winkelhebel jeweils in einer Ausnehmung 94 (Fig. 8) des unteren Schenkels der Sperrhebel angreifen.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer, insbesondere elektrohydrau-Eischer Weichenantrieb mit einem einen Tank für eine Flüssigkeit, eine Flüssigkeitspumpe sowie Druckbegienzungs- und Rückschlagventile enthaltenden Hydraulikaggregat und einer über hydraulisch bewegte Hubelemente betätigbaren Schubstange, welche über ein Übertragungsgestänge auf die Weichenzungen einv/irkt, und bei dem der die Flüssigkeit aufnehmende Tank, die Pumpen- und Ventilanordnung mit dem Antriebsmotor und dem Handnotantrieb eine bauliche, leicht auswechselbare Einheit bilden und die Betätigung der Schubstange, mittels eines einzigen, räumlich parallel dazu angeordneten und einen an der Schubstange angreifenden Mitnehmer aufweisenden Stellzylinder erfolgt, der axial verschiebbar

. auf einer feststehenden Kolbenstange angeordnet ist, welche ein stationäres, dicht an der Innenmantelfläche des Zylinders anliegendes Kolbeneiement besitzt und Bohrungen für die wechselseitige Flüssigkeitszufuhr zu einer jeweils von der einen Stirnfläche des Kolbenelements und einer nutenförmigen Ausnehmung in dem auf der Kolbenstange gleitenden buchsenförmigen Bereich des

' Zylinderkopfes gebildeten Kammer aufweist, nach Patentanmeldung P 2557574.0-21, dadurch gekennzeichnet, daß der am Stellzylinder (16) befindliche Mitnehmer (19) mit einer auf der Schubstange (4) angeordneten Kugelkupplung (46) unter Belassung eines Leerhubs (A) für den Mitnehmer im Eingriff steht.

2. Weichenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stellzylinder (16), der Kugelkupplung (46) und den Prüfschiebern (21, 21') zwei Entriegelungssysteme (48,68) zugeordnet sind.

3. Weichenantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ver- und Entriegelungssysteme (48, 68) spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.

4. Weichenantrieb nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ver- und Entriegelungssystem (48,68) zwei angenähert parallel zueinander verlaufende, jeweils mit einer Verriegelungswalze versehene und um je einen Fixpunkt schwenkbare Hebel aufweist, die über einen Quersteg mechanisch miteinander verbunden sind.

5. Weichenantrieb nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Ver- und Entriegelungssysteme (48,68) mittels einer am Stellzylinder (16) angebrachten Entriegelungsschiene (49) erfolgt, welche auf wenigstens eine Walze (47,69) jedes Ver- und Entriegelungssystem einwirkt.

6. Weichenantrieb nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelkupplung (46) an ihren beiden Enden jeweils eine hinterschnittene Nase aufweist, in deren Hinterschnitt jeweils die eine oder andere der Walzen der Ver- und Entriegelungssysteme (48, 68) eingreift.

7. Weichenantrieb nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß am einen Schwenkhebel jedes Verriegelungssystems (48,

68) eine Koppelstange (57, 57') vorgesehen ist, die auf einen mit je einer Arretierwalze (60, 61 und 72,73) versehenen Winkelhebel (81, 82) für die Ver- und Entriegelung des oberen und unteren Prüfschiebers (21, 21') einwirkt.

8. Weichenantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mit einem der Wtnkelhebel (81, 82) ein Sperrhebel (66, 66') vereinigt ist, der die Auslenkbcwegung des Winkelhebels auf ein Schaltglied (37) überträgt.

9. Weichenantrieb nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelkupplung (46) einstellbar ist.