PL177783B1 - Urządzenie do przestawiania zwrotnic - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do przestawiania zwrotnic, w którym kilka sprzezonych ze soba hydraulicznie urzadzen nastawczych jest rozmieszczonych z przemieszczeniem w kierunku wzdluznym szyn, znamienne tym, ze z pierwszym mechanicznym urzadzeniem nastawczym jest polaczony przynajmniej jeden hydrauliczny zespól cylindrowo-tlokowy (7), którego cylindryczna pompowa komora robocza (13) jest polaczona w ukladzie szeregowym z komorami roboczymi (13) kolejnych sasiednich urzadzen nastawczych, utworzonych przez hydrauliczne zespoly cylindrowo-tlokowe (7). ( 1 1 ) 177783 ( 1 3 ) B 1 F IG . 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do przestawiania zwrotnic, w którym kilka sprężonych ze sobą hydraulicznych urządzeń nastawczych jest rozmieszczonych z przemieszczeniem w kierunku wzdłużnym szyn.

Wiadomo, że w tego rodzaju urządzeniach do przestawiania zwrotnic, połączenie poszczególnych zamknięć jest realizowane za pomocą mechanicznego zespołu drążkowego. Ale takie mechaniczne połączenie kilku urządzeń nastawczych lub zamknięć wymaga stosunkowo dużo miejsca i dużej ilości różniących się detali. Poza tym tego rodzaju połączenie mechaniczne utrudnia podbijanie urządzenia zwrotnicowego oraz powoduje niekorzystne jednostronne rozłożenie mas na zwrotnicy.

Znane jest już z patentu europejskiego EP-A2 0480 303 hydrauliczne urządzenie nastawcze, w którym stacja hydrauliczna wysterowywuje kilka pojedynczych cylindrów przestawczych. Z

177 783 niemieckiego opisu DE-B2 1952823 znane są natomiast różne układy do szeregowego lub równoległego przestawiania kilku tego rodzaju hydraulicznych urządzeń nastawczych.

Niemiecki opis DE 2144564 Al opisuje hydrauliczny układ do przestawiania zwrotnic, w którym włączony w szereg cylinder nastawczy jest zasilany ciśnieniem z pompy za pomocą uruchamianego elektromechanicznie zaworu sterującego.

Każde z tych znanych hydraulicznych urządzeń nastawczych wymaga oddzielnego hydraulicznego agregatu napędowego, co w efekcie daje stosunkowo kosztownąkonstrukcję.

Celem wynalazku jest stworzenie urządzenia, które w prosty sposób można będzie później zamontować w istniejących urządzeniach do przestawiania zwrotnic, i które pozwolą uniknąć nakładów na dodatkowy agregat napędowy i na stosunkowo kosztowny układ sterowania. W szczególności celem wynalazku jest zapewnienie wysokiej niezawodności i odporności na zakłócenia prostej konstrukcji, wymagającej tylko niewielu różnych części. Wreszcie urządzenie według wynalazku ma być wykorzystywane w prosty sposób j ako zamiennik dla mechanicznych urządzeń znanej konstrukcji, ażeby usprawnić podbijanie urządzenia zwrotnicowego i uniknąć jednostronnego rozłożenia mas na zwrotnicy.

Urządzenie do przestawiania zwrotnic według wynalazku charakteryzuje się tym, że z pierwszym mechanicznym urządzeniem nastawczym jest połączony przynajmniej jeden hydrauliczny zespół cylindrowo-tłokowy, którego cylindryczna pompowa komora robocza jest połączona w układzie szeregowym z komorami roboczymi kolejnych sąsiednich urządzeń nastawczych, utworzonych przez hydrauliczne zespoły cylindrowo-tłokowe.

Korzystnie, hydrauliczne zespoły cylindrowo-tłokowe zawierają po jednym pływającym tłoku lub nurniku, prowadzonym w cylindrze pomiędzy dwiema komorami roboczymi, przy czym przeciwległe względem siebie powierzchnie czołowe lub pierścieniowe tłoka lub nurnika mają identyczną powierzchnię przekroju.

Korzystnie, tłok lub nurnik mają łożysko, zwłaszcza kamień jarzmowy z rowkiem pierścieniowym albo ucho łożyskowe między jego wolnymi końcami, wystające z wycięcia cylindra lub umieszczone między dwoma stałymi cylindrami.

Korzystnie, tłok jest połączony sztywno z tłoczyskiem przechodzącym szczelnie przez cylinder, przy czym tłoczysko lub cylinder ustalone są nieruchomo, a w przewodzie łączącym obie komory robocze zespołu cylindrowo-tłokowego znajdują się zawory zderzakowe.

Korzystnie, komory robocze zespołów cylindrowo-tłokowych połączone są przez zawory nadciśnieniowe z akumulatorem ciśnieniowym, przy czym zwłaszcza zawory nadciśnieniowe są wysterowywanymi zaworami zwrotnymi.

Korzystnie, do każdej pompowej komory roboczej dołączony jest jeden sterowany ciśnieniowo zawór bezpieczeństwa.

W rozwiązaniu według wynalazku, z pierwszym mechanicznym urządzeniem nastawczym jest połączony przynajmniej jeden hydrauliczny zespół cylindrowo-tłokowy, którego lub też których komory cylindrowe jako pompowe komory robocze są połączone szeregowo, czyli w jednakowo skierowany napęd, z komorami roboczymi sąsiednich urządzeń nastawczych, utworzonych przez hydrauliczne zespoły cylindrowo-tłokowe. Dzięki wykorzystaniu pierwszego zespołu cylindrowo-tłokowego jako elementu pompowego można zrezygnować z kosztownych agregatów napędowych.Podczas przestawiania, zespół pompowy wypiera płyn roboczy z danej komory roboczej do komór roboczych identycznie zbudowanych zespołów cylindrowo-tłokowych, dzięki czemu można uzyskać bezpośrednie sprzężenie z sąsiednimi zespołami cylindrowo-tłokowymi. W efekcie, takie urządzenie z identycznie zbudowanymi zespołami cylindrowo-tłokowymi umożliwia powstanie bardzo prostej konstrukcji, przy czym do połączenia sąsiednich zespołów cylindrowo-tłokowych konieczne są tylko odpowiednie przewody hydrauliczne. Połączenie realizuje się tak, aby sąsiednie zespoły cylindrowo-tłokowe powodowały przestawienie w tym samym kierunku, gdy czynnik hydrauliczny jest wyciskany z pierwszego biernego zespołu cylindrowo-tłokowego, napędzanego mechanicznym urządzeniem nastawczym.

Jeżeli element pompowy i hydrauliczne urządzenia nastawcze zawierają po jednym pływającym tłoku łub nurniku, przy czym każdorazowo wchodzące w naprzeciwległe, komory

177 783 robocze powierzchnie czołowe lub powierzchnie pierścieniowe tłoka lub nurnika mają identyczną powierzchnię przekroju, to taki pływający tłok lub nurnik stanowi prosty, niezawodny element o zwartej konstrukcji, który zajmuje mało miejsca i można go umieścić w potrzebnym miejscu. Zasadnicza korzyść polega na tym, że czynnik hydrauliczny działa każdorazowo na identyczne powierzchnie przekrojów, dzięki czemu uzyskuje się ruch synchroniczny.

Jeżeli potrzebne jest przestawianie nieliniowe, to w tego rodzaju ukształtowaniu można dokonać łatwo odpowiedniej korekty przekroju za pomocą uszczelek lub pakietów uszczelniających, żeby przy niezmiennej objętości wyporowej zapewnić wymaganą drogę przestawiania. Takie hydrauliczne urządzenie nastawcze z pływającymi tłokami lub nurnikami ma więc zwartą budowę i umożliwia łatwe dopasowanie do danych potrzeb.

Powierzchnia pierścieniowa tłoka może zapewnić wymagany identyczny przekrój roboczy w obu kierunkach przesuwu. W takim przypadku szczególnie prostą konstrukcję uzyskuje się przez to, że tłok jest połączony sztywno z przechodzącym szczelnie przez cylinder tłoczyskiem i że ustalone jest nieruchomo tłoczysko albo cylinder.

Określone nadciśnienie względem ciśnienia atmosferycznego pozwala zapewnić w urządzeniu wysoką niezawodność. Kompensuje się w ten sposób wahania temperatury, które mogłyby spowodować zmianę ciśnienia. W przypadku wysokiej temperatury pracy, dzięki wysterowaniu zaworów zwrotnych czynnik pośredniczący jest tłoczony do akumulatora ciśnieniowego, natomiast w razie obniżania się ciśnienia w układzie może być ono odtworzone poprzez zawory zwrotne. Nawet po wystąpieniu nieszczelności w układzie przewodów, należy zagwarantować niezawodność działania w tym ukształtowaniu, poprzez odpowiednie ostrzeżenie. W związku z tym, do pompowych komór roboczych dołącza się po jednym sterowanym ciśnieniowo zaworze suwakowym, który po spadku ciśnienia poniżej zadanej granicy przechodzi w położenie zamknięcia, co zapewnia zablokowanie wszystkich urządzeń nastawczych. Zablokowanie to byłoby sygnalizowane w odpowiednim miejscu przez mechaniczny napęd nastawczy i jego odpowiednie przyrządy kontrolne, co umożliwi natychmiastowe usunięcie uszkodzenia.

Altematywnądo zmiany przekroju metodę wysterowania zróżnicowanej wzdłuż toku szyn pozycji przestawienia stanowi takie ukształtowanie, w którym umieszczono zawory zderzakowe w łączącym obie komory robocze zespołu cylindrowo-tłokowego przewodzie, na przykład w postaci otworu. Połączenie to jest przerwane, lub występuje w nim przepływ, zależnie od położenia tłoka lub nurnika, przy czym można uzyskać dokładnie zadaną pozycję.

Wynalazek w przykładach wykonania jest przedstawiony schematycznie na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widziany z góry fragment zwrotnicy szynowej, fig. 2 - szczegół połączenia zespołu cylindrowo-tłokowego z mechanicznym drążkiem suwakowym, fig. 3 fragment połączenia pokazanego na fig. 2 w powiększeniu, fig. 4 - hydrauliczny zespół cylindrowo-tłokowy pokazany w powiększeniu i częściowo w przekroju, fig. 5 - widok z góry na przedmiot z fig. 4, fig. 6 - schemat połączenia hydraulicznego poszczególnych zespołów cylindrowo-tłokowych, fig. 7 - odmienne ukształtowanie połączenia hydraulicznego, fig. 8 alternatywne rozmieszczenie hydraulicznych zespołów cylindrowo-tłokowych w torze i fig. 9, 10, 11 - kolejne schematy następnych alternatywnych uksztaltowań zespołów cylindrowo -tłokowych urządzenia do przestawiania zwrotnic według wynalazku.

Na figurze 1 zaznaczono schematycznie szyny 1 połączone podkładami 2. W strefie zwrotnicy, oprócz znormalizowanych szyn 1, przewidziano szyny iglicowe 3, które są doprowadzane do odpowiedniej pozycji za pomocą napędu nastawczego 4. Napęd nastawczy 4 działa przy tym na szyny iglicowe 3 poprzez drążki suwakowe 5, które sprzężone są za pośrednictwem środkowego odczepu 6 z hydraulicznym zespołem cylindrowo-tłokowym 7. Uwidocznione są także dodatkowe hydrauliczne zespoły cylindrowo-tłokowe 7 w toku szyn, sprzężone każdorazowo drążkami suwakowymi 5 i urządzeniami zamykającymi.

Na figurze 2 przedstawiono sposób mechanicznego połączenia hydraulicznych zespołów cylindrowo-tłokowych 7 z drążkami suwakowymi 5. Zespoły cylindrowo-tłokowe 7 mają kamień jarzmowy 8, w który wchodzi sworzeń 9 drążka suwakowego 5. Po uruchomieniu drążka

177 783 suwakowego 5 następuje przesuw kamienia jarzmowego 8, a więc i tłoków hydraulicznych zespołów cylindrowo-tłokowych 7, w związku z czym wyciskany jest z danej komory roboczej czynnik ciśnieniowy.

Na figurze 3 pokazano sposób ustalenia hydraulicznych zespołów cylindrowo-tłokowych 7 na podkładzie 2. Do ustalenia wykorzystuje się kątownik blaszany 10 zamocowany na podkładzie 2. Hydrauliczne zespoły cylindrowo-tłokowe 7 zajmują przy tym stosunkowo mało miejsca, a więc nie utrudnia to podbijania podtorza.

Działanie hydraulicznych zespołów cylindrowo-tłokowych 7 i ich korzystne ukształtowanie objaśniono z pomocąfig. 4 i 5, gdzie pokazano hydrauliczny zespół cylindrowo-tłokowy 7 mający nurnik 11. Nurniki 11 wchodzą przez uszczelki 12 w odpowiednie komory robocze 13 hydraulicznych zespołów cylindrowo-tłokowych 7 i przy przesuwie nurnika 11 w jednym z kierunków zaznaczonych strzałką podwójną 14 następuje wyciskanie czynnika ciśnieniowego z odpowiedniej komory roboczej 13. Przyłącza hydrauliczne wchodząna zewnętrzne wycięcia 15 w danej komorze 13. Kamień jarzmowy 8 stanowi sprzężenie mechaniczne. Do ochrony urządzenia przewidziano ponadto gumowy rękaw uszczelniający 16.

Na figurze 5 przedstawiono urządzenie z fig. 4, widziane z góry. Jak to wynika również z fig. 4, w takim ukształtowaniu hydraulicznego zespołu 7 czynne sąpo obu stronach jednakowe przekroje. Cylinder zespołu hydraulicznego jest ustalony sworzniami 17 na kątowniku blaszanym 10.

Na figurze 6 widać, że komory robocze 13 pierwszego, działającego jak element pompowy, hydraulicznego zespołu cylindrowo-tłokowego 7 są połączone przewodami hydraulicznymi 18 z odpowiednimi komorami roboczymi 13 sąsiednich hydraulicznych zespołów cylindrowo-tłokowych 7, przy czym połączenie to wykonano tak, że przy przesuwie pierwszego zespołu hydraulicznego będącego elementem pompowym następuje sprzężenie wszystkich następnych hydraulicznych zespołów cylindrowo-tłokowych 7 w tym samym kierunku przesuwu.

Jeżeli zespoły hydrauliczne połączone równolegle lub szeregowo mają wykonać przesuw różny od drogi przesuwu zespołu hydraulicznego wykorzystywanego jako element pompowy, to trzeba odpowiednio wpłynąć na przekrój. W związku z tym, we wnętrzu cylindra można umieścić odpowiednią uszczelkę zmniejszającą przekrój. Przewody hydrauliczne 18 zawierają teraz szereg zaworów, żeby stabilizować ciśnienie w warunkach roboczych i niezawodnie wykrywać niedopuszczalne sytuacje. W szczególności przewidziano sprężynujący zawór bezpieczeństwa 19, który jest obciążony ciśnieniem hydraulicznym w przewodach hydraulicznych 18. Gdy ciśnienie to spadnie poniżej wartości granicznej, siła sprężyny spowoduje zamknięcie sprężynującego zaworu bezpieczeństwa 19, co zablokuje dalszy przesuw zespołu hydraulicznego cylindrowo-tłokowego 7, działającego jak element pompowy. W tym przypadku blokuje się napęd zwrotnicy i generowany jest odpowiedni sygnał zakłócenia.

Przewidziano także akumulator ciśnieniowy 20, który połączono z odpowiednimi przewodami hydraulicznymi 18 poprzez zawory nadmiarowe lub zwrotne zawory nadciśnieniowe 21. Te zawory nadciśnieniowe 21 połączono tak, że przy wzroście ciśnienia, z powodu rozszerzalności termicznej, płyn jest tłoczony do akumulatora ciśnieniowego 20 i odwrotnie, przy nieznacznym obniżeniu się ciśnienia, płyn jest wyciskany z akumulatora ciśnieniowego 20 do przewodów hydraulicznych 18. Dopiero w razie przecieku i odpowiedniego spadku ciśnienia także w akumulatorze ciśnieniowym 20 zadziałają sprężynujące zawory bezpieczeństwa 19.

Na figurze 7 przedstawiono uproszczone ukształtowanie hydraulicznego układu drążkowego, przy czym utrzymano bez zmian odnośniki jak na fig. 6. Jak wynika z fig. 7, za pomocą mniejszej ilości zaworów można stworzyć zadowalające rozwiązanie i uzyskać identyczny efekt. Z myślą o kompensacji przecieków oleju również i tu podłączono do całego obiegu hydraulicznego akumulator ciśnieniowy 20, tak że po zadziałaniu zaworu nadciśnieniowego 21 płyn hydrauliczny powraca do akumulatora ciśnieniowego 20. Zawory sprężynujące lub też zaworu bezpieczeństwa 19 zasilane są ciśnieniem akumulatora tłokowego. Nadciśnienie może powstać w szczególności wskutek silnego nagrzania promieniami sło- necznymi. Na fig. 7 komory tłokowe połączone są ze sobą szeregowo, przy czym element pompowy wyposażono znów w zawory sprężynujące lub zawory

177 783 bezpieczeństwa 19. Z kolei oba przewody połączeniowe zabezpieczono oddzielnie zaworami nadciśnieniowymi.

W odwzorowaniu według fig. 8 przewidziano odmienne hydrauliczne zespoły cylindrowo -tłokowe 7, z których każdy zaczepiony jest za końce drążków suwakowych 5. W zasadzie te odmienne zespoły cylindrowo-tłokowe 7 spełniąjąten sam cel jak w ukształtowaniu według fig.

1, przy czym oddzielono od siebie funkcje przesunięć w lewo lub w prawo i nie wykorzystuje się wspólnego nurnika lub tłoka do obu komór roboczych.

Na figurze 9 widać odmienne ukształtowanie hydraulicznych zespołów cylindrowo tłokowych 7. W ukształtowaniu tym, w obu komorach roboczych 13 czynne są każdorazowo identyczne przekroje tłoka, żeby obciążać płynem roboczym jednakowe powierz- chnie robocze. Tłok 22 połączony jest z tłoczyskiem 23 i w tym przypadku czynna jest lub obciążana każdorazowo powierzchnia pierścieniowa. Poza tym wykorzystuje się tu takie same części konstrukcyjne jak w ukształtowaniu według fig. 6 lub 7 i zastosowano identyczne odnośniki. Inaczej niż w ukształtowaniu według fig. 6 lub 7, blokada działa tu bezpośrednio po spadku ciśnienia w którymś z zespołów cylindrowo-tłokowych 7 i wszystkie komory robocze 13 wyposażone są w odpowiednie zawory bezpieczeństwa.

Na figurach l0 i 1 1 komory robocze 13 zespołu cylindrowo-tłokowego 7 połączono ze sobą przewodem 24 w postaci otworu, przy czym w przewodzie łączącym obie komory robocze zamontowano zawory zderzakowe 25. Te zawory zderzakowe 25 po odpowiednim nastawieniu powodują dokładne wymagane przemieszczenie, dzięki czemu można zrezygnować z możliwych alternatywnie zmian przekroju.

Poszczególne drogi przestawiania tych zamknięć można zadawać zgrubnie przez ustalenie stosunku średnic, przy czym zawory zderzakowe 25 pozwalają na dokładne ustawienie, polegające na wyregulowaniu drogi nurnika 11 przez nastawienie dna cylindra względem zaworu zderzakowego 25. Po każdym przestawieniu układ porównawczy zaworów zderzakowych 25 powoduje ponowne wyregulowanie. Tak więc po przestawieniu i ponownym wyregulowaniu eliminuje się przesunięcie tłoka wskutek przecieków-.

Dzięki wykorzystaniu tych nastawnych zaworów zderzakowych 25 uzyskuje się współbieżność hydrauliczną, tzn. nie ma wybiegania żadnego cylindra nastawczego, a więc nie występują naprężenia w iglicach. Osiąga się w ten sposób celowe położenia krańcowe szyn iglicowych 3.

ΠΊ 783

177 783

FIG. 2

10.

FIG. 3

FIG. 5

177 783

7 13

FIG. 6

177 783

FIG. 7

177 783

177 783

FIG. 9

177 783

7 13

FIG. 10

177 783

FIG. 11

177 783

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do przestawiania zwrotnic, w którym kilka sprzężonych ze sobą hydraulicznie urządzeń nastawczych jest rozmieszczonych z przemieszczeniem w kierunku wzdłużnym szyn, znamienne tym, że z pierwszym mechanicznym urządzeniem nastawczym jest połączony przynajmniej jeden hydrauliczny zespół cylindrowo-tłokowy (7), którego cylindryczna pompowa komora robocza (13) jest połączona w układzie szeregowym z komorami roboczymi (13) kolejnych sąsiednich urządzeń nastawczych, utworzonych przez hydrauliczne zespoły cylindrowo-tłokowe (7).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że hydrauliczne zespoły cylindrowo -tłokowe (7) zawierają po jednym pływającym tłoku (22) prowadzonym w cylindrze pomiędzy dwiema komorami roboczymi (13), przy czym przeciwległe względem siebie powierzchnie czołowe lub pierścieniowe tłoka (22) mają identyczną powierzchnię przekroju.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że tłok (22) ma łożysko, zwłaszcza kamień jarzmowy (8) z rowkiem _ pierścieniowym albo ucho łożyskowe między jego wolnymi końcami, wystające z wycięcia cylindra lub umieszczone między dwoma stałymi cylindrami.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że tłok (22) jest połączony sztywno z tłoczyskiem (23) przechodzącym szczelnie przez cylinder i że tłoczysko (23) lub cylinder ustalone są nieruchomo.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 2 albo 4, znamienne tym, że w przewodzie łączącym obie komory robocze (13) zespołu cylindrowo-tłokowego (7) znajdująsię zawory zderzakowe (25).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że hydrauliczne zespoły cylindrowo-tłokowe (7) zawierają po jednym nurniku (11) prowadzonym w cylindrze pomiędzy dwiema komorami roboczymi (13), przy czym przeciwległe względem siebie powierzchnie , czołowe lub pierścieniowe nurnika (11) mają identyczną powierzchnię przekroju.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że nurnik (11) ma łożysko, zwłaszcza kamień jarzmowy (8) z rowkiem pierścieniowym albo ucho łożyskowe między jego wolnymi końcami, wystające z wycięcia cylindra lub umieszczone między dwoma stałymi cylindrami.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że komory robocze (13) zespołów cylindrowo-tłokowych (7) połączone są przez zawory nadciśnieniowe (21) z akumulatorem ciśnieniowym (20).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że zawory nadciśnieniowe (21) są wysterowywanymi zaworami zwrotnymi.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że do każdej pompowej komory roboczej (13) dołączony jest jeden sterowany ciśnieniowo zawór bezpieczeństwa (19).