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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Diese
Erfindung betrifft Stellantriebsanordnungen.
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Es
werden verschiedene Arten von Stellantriebsanordnungen verwendet,
um Eisenbahnweichen oder Weichen und Kreuzungen zu schalten. Ein Haupttrieb-Stellantrieb
liegt nahe deren freiem Ende oder der Spitze an der Zungenschiene
an und wirkt so, dass er diese gegen die Seite der feststehenden Anschlagschiene
schiebt. Wenn die Zungenschiene eine lange gekrümmte Sektion hat, kann es notwendig
sein, einen, zwei oder bis zu drei zusätzliche Stellantriebe oder
Rücktrieb-Stellantriebe,
die längs
der Zungenschiene mit Zwischenraum angeordnet sind, zu haben, um
sie zu schieben und sie im Verhältnis zur
Anschlagschiene in Position zu halten. Der Haupttrieb-Stellantrieb
schließt üblicherweise
eine Form einer Klemme oder Klinke ein, welche die Zungenschiene
sicher gegen die Anschlagschiene verriegelt. Dies sichert, dass
die Zungenschiene in der richtigen Position gehalten wird, selbst
wenn die durch den Stellantrieb selbst ausgeübte Kraft abfallen sollte.
Ein solcher Stellantrieb einer Eisenbahnweiche wird in
FR 753077 oder
FR 2536030 offenbart. Da Eisenbahnweichen über ausgedehnte
Zeiträume,
vielleicht über
mehrere Tage, in einer gestellten Periode gehalten werden können, gibt
es unvermeidlich eine gewisse Entspannung in dem Stellantrieb, wie
beispielsweise verursacht durch ein Auslaufen von Hydraulikfluid,
und daher einen allmählichen
Verlust an Kraft. Es ist weniger leicht, die Zungenschienen an der
Stelle der Rücktrieb-Stellantriebe
in der gewünschten
Position zu verriegeln, da die Zungenschienen mit Zwischenraum zu
der Anschlagschiene angeordnet sein können. Aus diesem Grund ist
es übliche
Praxis, die Verschiebung der Zungenschienen aus der gewünschten
Position zu überwachen
und diese nach Notwendigkeit durch ein erneutes Ausüben von
Kraft von dem Rücktrieb-Stellantrieb
zu korrigieren. Jegliche erkannte Abweichung der Zungenschienen
von ihrer gewünschten
Position wird eine vorübergehende
Störungsanzeige
verursachen, bevor ein erneutes Antreiben des Stellantriebs diese
korrigiert hat. Dies kann zum Erzeugen eines Gefahrzeichens an der
Eisenbahnlinie mit daraus folgenden Unterbrechungen des Bahnverkehrs
führen.
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EP-0480303 stellt eine Betätigungsvorrichtung
für Eisenbahnweichen,
insbesondere für
Hochgeschwindigkeitslinien, bereit, die einen oder mehrere Schaltstellantriebe
umfasst.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, alternative Stellantriebsanordnungen
bereitzustellen.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird eine Stellantriebsanordnung zum
Bewegen eines ersten und eines zweiten Elements bereitgestellt,
wobei die zwei Elemente durch eine Verknüpfung miteinander verbunden
sind, die sich zwischen ihnen erstreckt, wobei die Anordnung einen
ersten Stellantrieb, der dafür
angeordnet ist, an dem einen der beweglichen Elemente anzuliegen,
und einen Verriegelungsmechanismus, der mit dem ersten Stellantrieb
gekoppelt ist, einschließt,
dadurch gekennzeichnet, dass es einen zweiten Stellantrieb gibt,
der dafür
angeordnet ist, an dem anderen der beweglichen Elemente anzuliegen,
und dadurch, dass der erste Stellantrieb so konfiguriert ist, dass
ein Betätigen
des ersten Stellantriebs bewirkt, dass sich die beiden beweglichen
Elemente nur in einer ersten Richtung bewegen, und der zweite Stellantrieb
so konfiguriert ist, dass ein Betätigen des zweiten Stellantriebs
bewirkt, dass sich die beiden beweglichen Elemente nur in einer
zweiten, entgegengesetzten, Richtung bewegen, wobei der Verriegelungsmechanismus
so angeordnet ist, dass er eine freie Bewegung in der ersten oder
der zweiten Richtung, die durch ein Betätigen des ersten bzw. des zweiten
Stellantriebs bewirkt wird, ermöglicht, aber
eine Bewegung in der ersten oder der zweiten Richtung, wenn sie
nicht durch ein Betätigen
des entsprechenden Stellantriebs bewirkt wird, verhindert.
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Die
Stellantriebsanordnung ist vorzugsweise ein hydraulischer Stellantrieb.
Der Verriegelungsmechanismus schließt vorzugsweise zwei Stangen
ein, die längs
ihrer Längen
bewegt werden können
und jeweilige Gleitstücke
haben, die längs
eines Kanals bewegt werden können,
wobei die Gleitstücke
dafür angeordnet
sind, eine nach außen
gerichtete Verriegelungskraft auf Wände des Kanals auszuüben, wenn
die eine Stange zu der anderen hin geschoben wird. Die Gleitstücke können zusammenwirkende
geneigte Flächen
haben. Das erste und das zweite Element sind vorzugsweise Zungenschienen.
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Es
wird nun, als Beispiel, eine Eisenbahnweichen-Stellantriebsanordnung
nach der vorliegenden Erfindung beschrieben, unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen, in denen:
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1 eine
Draufsicht der Anordnung ist,
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2 eine
detailliertere Ansicht des Verriegelungsmechanismus ist und
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3 bis 5 alternative
Verriegelungsmechanismen zeigen.
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Unter
Bezugnahme zuerst auf 1 und 2 ist die
Stellantriebsanordnung zwischen einem Paar von feststehenden Anschlagschienen 1 und 2 und
einem Paar von beweglichen Elementen in der Form von Zungenschienen 3 und 4,
die sich zwischen den Anschlagschienen erstrecken, angeordnet. Die
Zungenschienen 3 und 4 sind durch eine Verknüpfung oder
eine Spreizvorrichtung 5, die sich in Seitenrichtung zwischen
den Schienen erstreckt, miteinander verknüpft.
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Die
Stellantriebsanordnung schließt
zwei herkömmliche
hydraulische Stellantriebszylinder 6 und 7 ein,
die an ihren Basen 8 und 9 an einer Querschwelle 10 oder
einer anderen feststehenden Struktur befestigt sind und sich in
einer Linie miteinander in Seitenrichtung nach außen erstrecken.
Die Zylinder 6 und 7 werden durch ein Hydraulikfluid
von einer herkömmlichen
Zufuhr, die im Allgemeinen durch die Zahl 11 angezeigt
wird, angetrieben. Die Kolben 12 und 13 der Zylinder 6 und 7 tragen
jeder einen jeweiligen Träger 14 und 15,
deren Außenseite
eine jeweilige isolierende Nylonbuchse 16 und 17 (i.
Orig.: brushes. Anm. d. Ü.)
trägt.
Die Buchsen 16 und 17 liegen an den Innenseiten 18 und 19 der
jeweiligen Zungenschienen 3 und 4 an, so dass
die Zungenschienen durch die Betätigung
des entsprechenden Stellantriebs nach außen geschoben werden können. Die
Stellantriebe 6 und 7 stellen nur eine Stoßberührung mit
den Zungenschienen 3 und 4 her, was ermöglicht,
dass sie nach außen
geschoben werden, und sind nicht an den Zungenschienen befestigt.
Die Träger 14 und 15 tragen
ebenfalls gegenüberliegende
Enden zweier Verriegelungsmechanismen 20 und 21 von
identischem Aufbau.
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Jeder
Verriegelungsmechanismus 20 und 21 schließt eine
erste, sich in Seitenrichtung erstreckende, Stange 22 ein,
die an dem einen Ende durch ein Paar von Mutter 23 mit
dem linken Träger 14 verbunden
ist. Das entgegengesetzte Ende der Stange 22 erstreckt
sich etwa die halbe Strecke über
den Spalt zwischen den zwei Trägem 14 und 15 und
trägt ein Gleitstück oder
einen Keil 24 mit einer Außenfläche 25, die sich parallel
mit der Stange 22 erstreckt, und einer Innenfläche 26,
die in einem Winkel von etwa 30° zu
der Achse geneigt ist. Das Gleitstück 24 kann, wie in 2 gezeigt,
eine Rolle 27 tragen. Die Verriegelungsmechanismen 20 und 21 schließen ebenfalls eine
zweite, sich in Seitenrichtung erstreckende, Stange 28 ein,
die sich von dem gegenüberliegenden Träger 15 nach
innen erstreckt. Diese Stange 28 ist mit ihrem äußeren, rechten,
Ende durch ein Paar von Mutter 29 an dem Träger 15 befestigt,
und ihr inneres, linkes, Ende trägt
einen zweiten Gleitstückkeil 30,
der dafür
geformt ist, mit dem ersten Gleitstück 24 zusammenzuwirken.
Das zweite Gleitstück 30 hat eine
Außenfläche 31,
die sich parallel mit der Stange 28 erstreckt, und eine
Innenfläche 32,
die parallel mit der Fläche 26 des
ersten Gleitstücks 24 geneigt
ist. Die zwei Stangen 22 und 28 erstrecken sich
in einem feststehenden Kanal 34 in der Querschwelle 10,
der gegenüberliegende
Seiten 35 hat, an denen die Außenflächen 25 und 31 der
zwei Gleitstücke 24 und 30 gleiten.
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Wenn
die linke Zungenschiene 3 hinüber zu ihrer benachbarten Anschlagschiene 1 bewegt
werden soll, wird eine Pumpe 40 in der Zufuhreinheit 11 betätigt, so
dass dem linken Stellantrieb 6 ein Fluid zugeführt wird,
wodurch bewirkt wird, dass sich dessen Kolben 12 ausfährt, wobei
er seinen Träger 14 nach
außen
schiebt und daher die Zungenschiene 3 gegen die Seite der
Anschlagschiene 1 schiebt. Wenn er dies tut, zieht er ebenfalls
die Stange 22 und ihr Gleitstück 24 in den beiden
Verriegelungsmechanismen 20 und 21 längs der
Kanäle 34,
entlang derer sie frei gleiten können,
nach links. Die Spreizvorrichtung 5 zieht die rechte Zungenschiene 4 nach
links. Die Innenfläche 19 der
rechten Zungenschiene 4 liegt an der Buchse 17 an
dem Träger 15 an
und schiebt den Kolben 13 nach innen, so dass das Fluid
in dem Zylinder 7 zurück
zu der Zufuhreinheit 11 fließt. Die zwei Zungenschienen 3 und 4 bewegen
sich daher beide als ein Paar hinüber nach links. Danach wird die
Pumpe 40 abgeschaltet, und ein vorgesteuertes Rückschlagventil 41 verriegelt
den linken Stellantrieb 6 dadurch in dieser Position, dass
ein Fluidfluss aus dem Stellantrieb verhindert wird, bis das Ventil
geöffnet
wird. Die Verriegelungsmechanismen 20 und 21 verhindern
jegliche Bewegung der Zungenschienen 3 und 4 nach
rechts im Ergebnis eines Auslaufens von Fluid aus dem Stellantrieb 6.
Eine Bewegung der Zungenschiene 3 nach rechts wird die
Stange 22 geringfügig
nach innen bewegen, so dass die geneigte Fläche 26 ihres Gleitstücks 24 längs der
geneigten Fläche 32 an
dem Gleitstück 30 der
anderen Stange 28 gleitet. Dies bewirkt, dass die zwei
Gleitstücke 24 und 30 eine
nach außen
gerichtete Verriegelungskraft auf die Flächen 35 des Kanals 34 ausüben, so dass
sich die zwei Gleitstücke
miteinander verkeilen oder verklemmen. Es sollte bemerkt werden,
dass die rechte Stange 28 nicht im Ergebnis der Bewegung
der rechten Zungenschiene 4 nach rechts verschoben wird,
weil der Träger 15,
der die Stange trägt,
nicht an der Schiene befestigt ist. Folglich werden die Zungenschienen 3 und 4 in
der linken Position verbleiben, bis die Zufuhreinheit 11 ein
Fluid zuführt,
um den Kolben 13 des rechten Stellantriebs 7 nach
rechts zu bewegen. Dies bewegt die Stange 28 und deren
Gleitstück 30 aus
dem Klemmeingriff mit dem anderen Gleitstück 24.
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Die
Rolle 27 des Gleitstücks 24 verringert
die Reibung zwischen den zwei geneigten Flächen 26 und 32,
so dass diese frei übereinander
gleiten können.
Alternativ dazu könnten
die geneigten Flächen 26 und 32 durch
andere Mittel, wie beispielsweise durch eine geeignete Beschichtung,
mit einer geringen Reibung versehen sein. Den Außenflächen 25 und 31 der
Gleitstücke 24 und 30 ist,
wie beispielsweise durch Aufrauen, ein höherer Reibungskoeffizient mit
den Flächen 35 des
Kanals 34 verliehen, so dass sie nicht längs des
Kanals gleiten, wenn sie klemmend verriegelt sind.
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Es
sind verschiedene andere Formen eines Verriegelungsmechanismus möglich, die
eine freie Bewegung beim Zurückgezogenwerden
ermöglichen,
aber beim Geschobenwerden verriegeln. Zum Beispiel tragen, wie in 3 gezeigt,
die Stangen 50 und 51 ein jeweiliges Gleitstück in der
Form einer Kupplungsplatte 52 und 53 mit gegenüberliegenden Flächen 54 und 55,
die profilierte Aussparungen 56 und 57 haben,
die einen exzentrischen Nocken 58 in Eingriff nehmen. Der
Nocken 58 kann um eine Achse, quer zu den Stangen 50 und 51,
gedreht werden und ist derart geformt, dass eine Schiebebewegung der
einen Stange zu der anderen hin eine Bewegung des Nockens in einer
Richtung bewirkt, die dazu neigt, die zwei Kupplungsplatten 52 und 53 gegen
die Wände 59 des
Kanals 60, in dem sie gleiten, nach außen zu drängen.
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4 zeigt
einen Verriegelungsmechanismus, der zwei Stangen 70 und 71 hat,
die in Seitenrichtung in Bezug aufeinander versetzt sind und deren
Enden durch eine Gelenkverknüpfung 72 miteinander
verbunden sind, die sich in einem Winkel zu den Stangen erstreckt.
Die Stangen 70 und 71 haben jede eine Lagerfläche 73 mit
hoher Reibung an ihren Außenflächen, so
dass eine Bewegung der Stangen in Längsrichtung zueinander hin
bewirkt, dass sie in Seitenrichtung in eine Verriegelungsberührung mit den
Wänden 74 des
Kanals 75, in dem sie gleiten, auseinandergeschoben werden.
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5 zeigt
einen Verriegelungsmechanismus, ähnlich
dem von 1 und 2, außer, dass die Gleitstücke 124 und 130 so
modifiziert worden sind, dass sie jeweils einen Hakenabschnitt 224 bzw. 230 an
ihren Enden haben, die zum Inneren des Kanals 134 zueinander
hin gerichtet sind. Eine Rolle 127 ist zwischen den gegenüberliegenden
Flächen 126 und 132 der
Gleitstücke 124 und 130 angeordnet.
Es ist zu sehen, dass, wenn eine der Stangen 122 oder 128 in
Axialrichtung zu der anderen hin bewegt wird, sie bewirken wird,
dass die Rolle 127 längs
der Flächen 126 und 132 auf
den Gleitstücken 124 und 130 rollt,
wodurch eine Seitenkraft ausgeübt wird,
die sie zum Äußeren des
Kanals 134 schiebt und die Stangen in ihrer Position verriegelt.
Falls jedoch eine der Stangen 122 oder 128 von
der anderen weg bewegt wird, wird sie bewirken, dass sie die Rolle 127 zwischen
den zwei Hakenabschnitten 224 und 230 anordnet,
so dass das Gleitstück
auf der bewegten Rolle so wirken wird, dass es das andere Gleitstück, und
daher dessen Stange, längs
des Kanals 134 zieht. Diese Anordnung hat den Vorteil,
dass sie ohne die Notwendigkeit einer Spreizvorrichtung funktionieren
wird.
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Es
wird zu erkennen sein, dass die Erfindung nicht auf Eisenbahn-Weichensysteme
beschränkt
ist, sondern bei anderen Anwendungen verwendet werden könnte, bei
denen es notwendig ist, zwei Elemente gegen eine Bewegung zu verriegeln.
Der Stellantrieb muss nicht hydraulisch sein, sondern könnte zum
Beispiel elektromechanisch oder pneumatisch sein.