DE1952824B2 - Einrichtung zum umstellen von weichen in eisenbahnanlagen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Umstellen von auffahrbaren und nicht auffahrbaren Weichen in Eisenbahnanlagen, bei denen die Weichen über Stellstangen in den Endlagen festgelegt werden und zwischen Antriebsvorrichtungen und den Stellstangen der Weichen Kupplungsmittel angeordnet sind.

Zum Umstellen der Weichen sind seit langem Einrichtungen bekannt, bei denen als Antriebsvorrichtungen sowohl elektrohydraulische Systeme als auch elektromechanische Anordnungen verwendet werden. Der Umstellvorgang wird hierbei im allgemeinen vom Stellwerk aus eingeleitet und nach dem Umstellen der Weiche abhängig von die Endlage der Weichenzungen überwachenden Organen selbsttätig beendet.

Der Weichenantrieb hat hierbei eine Vielzahl von betriebsbedingten Aufgaben zu erfüllen. Der Antrieb soll für auffahrbare oder nicht auffahrbare bzw. für Weichen, die betriebsmäßig sowohl als auffahrbare als auch als nichtauffahrbare Weichen benötigt werden, geeignet sein. Weiterhin müssen die Weichenzungen auf das Erreichen ihrer Endlagen überwacht werden, dieses muß in der Stellwerksanlage angezeigt werden und es müssen Vorkehrungen getroffen werden, die einen möglichst sicheren Betrieb gewährleisten.

Durch diese Vielzahl von Aufgaben erfordert die Einrichtung zum Umstellen von Weichen einen relativ hohen Aufwand an beweglichen Teilen, der bei den bekannten elektromechanischen Weichenantrieben durch die Verwendung von aufwendigen Getrieben zum Umstellen dei Weiche und durch die Verwendung von Reibungs- und Überlastkupplungen zum Einstellen der erforderlichen Stell-, Festhalte- und Auffahrkräfte besonders groß ist. Durch den Verschleiß an diesen beweglichen Teilen muß außerdem eine intensive Wartung durchgeführt werden.

Da die Weicbenantriebe am Gleis angeordnet sind und hierdurch rauhen Betriebs- und Umweltbedingungen ausgesetzt sind, ist die definierte und gleichbleibende Einhaltung der Stell-, Festhalte- und Auffahrkräfte schwierig.

Um die aufwendige Mechanik insbesondere bei elektromechanischen Weichenantrieben zu reduzieren, können hydraulische Vorrichtungen verwendet werden. So wird bei einer bekannten Stellvorrichtung für Weichen, Signale u. dgl. (OE-PS 30 375) eine durch einen Elektromotor angetriebene und umsteuerbare Zahnradpumpe verwendet, die je nach der Drehrichtung eine Flüssigkeit auf die eine oder die andere Seite eines mit den Weichenzungen oder den Signalen in Verbindung stehenden Kolbens fördert und hierdurch die Verstellung der Weiche oder des Signals bewirkt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind keine Mittel zum Einstellen der zulässigen Stell-, Festhalte- und Auffahrkräfte vorgesehen.

Bei einem weiteren bekannten Weichenantrieb (US-PS 31 36 509) wird ebenfalls eine umsteuerbare Zahnradpumpe verwendet, die über ein hydraulisch steuerbares Wegeventil je nach ihrer Drehrichtung dem einen oder dem anderen Zylinder zum Umstellen einer Weiche Flüssigkeit zuführt.

Zur Begrenzung des Flüssigkeitsdruckes beim Um stellen der Weiche sind zwischen den beiden Ausgän gen der Zahnradpumpe und dem Vorratsbehälter dei Flüssigkeit je ein Überdruckventil angeordnet. Dies< bekannte Einrichtung ist für auffahrbare Weichen nich verwendbar.

Weiterhin ist zum Umstellen von auffahrbaren un< nicht auffahrbaren Weichen ein elektrohydraulische Antrieb vorgeschlagen worden (DT-PS 19 10 070), be dem zum Einstellen der zulässigen Stellkraft ein Über druckventil zwischen dem Pumpenaggregat und dei Steuerventilen vorgesehen ist und zum Einstellen zuläi

liger Festhalte- und Auffahrkräfte der Druckmittel- -örderkreis nach dem Erreichen der Weichenendlagen interbrochen wird und zwischen den Druckmittelkreiien der Stellzylinder Überdruckventile angeordnet sind.

Bei diesem Antrieb werden Einwirkungen auf die Stellkraft, die von Umweltbedingungen und Fehlern an den Förderkreisen ausgehen, 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 Auffahrkräfie durch die vorgenannten Störungen, die das Volumen des in den Zylindern befindlichen Druckmittels beeinflussen, verändert werden können.

Weiterhin besteht bei auffahrbaren Weichen das Problem, die beim Auffahrvorgang einer Weiche entstehenden erheblichen Massenkräfte in der Weichenstelleinrichtung möglichst gering zu halten, da die Weichenstellstangen und die betroffenen Antriebsteile für diese über den erforderlichen Stellkräften liegenden Massenkräfte ausgelegt werden müssen.

Zweck der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermindern bzw. zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftliche Einrichtung zum Umstellen von auffahrbaren und nicht auffahrbaren Weichen zu schaffen, bei der durch die Kombination von mechanischen und hydraulischen Teilen eine hohe Betriebssicherheit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antriebsvorrichtung über einen Winkelhebel mit einem auf der Stellstange gleitbar angeordneten Schiebergehäuse, an dem Festhalteriegel und eine durch eine Feder in Richtung auf die Stellstange drükkende Rolle angebracht sind, verbunden ist und daß in der Stelistange eine entsprechende Aussparung angeordnet ist, in die die in dem Schiebergehäuse geführte Rolle kraftschlüssig eingreift.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß die Massenkräfte durch einen Auffahrvorgang möglichst klein gehalten und Auswirkungen der Umweltbedingungen und Störungen auf die erforderlichen Stell-, Festhalte- und Auffahrkräfte weitestgehend vermieden werden.

Eine einfache und wirtschaftliche Einrichtung ergibt sich in der weiteren Ausgestaltung des Gegenstandes, wenn als Antriebsvorrichtung in an sich bekannter Weise eine durch einen Elektromotor betriebene reversierbare Zahnradpumpe verwendet wird.

Bei einer solchen Einrichtung kenn eine bereits für elektromechanische Weichenantnebe vorhandene Weichenschaltung ohne Änderungen verwendet werden. Weiterhin werden die bei den bekannten elektrohydraulischen Antrieben erforderlichen Steuerventile eingespart.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Es sind nur die Teile dargestellt, die unbedingt für das Verständnis erforderlich sind. Es zeigt

F i g. 1 das Schaltbild für einen Weichenantrieb mit Innenverriegelung der beispielsweise mit einem elektrohydraulischen Antriebsaggregat versehen ist, F i g. 2 und 3 Teile der Einrichtungen zum Übertragen der Stellkraft auf die Stellstange und die Organe zum Einstellen der Festhalte- und Auffahrkräfte.

In dem unteren Teil der F i g. 1 ist beispielsweise ein elektrohydraulisches Antriebsaggregat, bestehend aus dem Motor Af, einer reversierbaren Hochdruck-Zahnradpumpe P und dem die Druckmittel enthahenden Behälter B, dargestellt Über nicht dargestellte Steuer- und Speiseleitungen kann der Motor M je nach der gewünschten Weichenumstellung in beiden Drehrichtungen eingeschaltet werden. Entsprechend diesen Drehrichtungen werden die beiden Anschlußleitungen der Zahnradpumpe in Saug- bzw. Drucksysteme umgewandelt Jede der Anschlußleitungen ht kreuzweise mit den Zylindern Zl und Z 2 verbunden, wobei z. B. zum Umstellen einer Weiche nach links die Zahnradpumpe über die linke Leitung über die Zylinderanschlüsse S2L bzw. S2R in die Zylinder Z1 bzw. Z 2 Druckmittel fördert und über die anderen Anschlüsse SiL bzw. SiR das Druckmittel aus den entsprechenden Zylinderräumen über die rechte Leitung absaugt.

Bei diesem Umstellvorgang wird die zulässige Steilkraft der Weiche durch das Überdruckventil ClV 1 begrenzt. Die Menge des zum Umstellen einer Weiche benötigten Druckmittels wird hierbei aus der einen Zylinderseite abgesaugt und auf die andere Seite des Zylinders gedruckt, so daß die zum Umstellen benötigt? Druckmittelmenge in einem sogenannten geschlossenen System verwendet wird. Zum Ausgleich der durch Temperaturschwankungen auftretenden Volumenänderungen des Druckmittels in dem hydraulisch geschlossenen System sind Rückschlagventile RVi und RV2 vorgesehen. Während des einen Umstellvorganges werden das Überdruckventil ÜV1 und das Rückschlagventil RV2 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 RVi bzw. RV2 angeordnet.

Besteht die Forderung, daß eine Weiche mit einer Innenverriegelung versehen sein muß, wobei diese Weiche wahlweise als auffahrbare oder nichtauffahrbare Weiche verwendet werden kann, 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 Einrichtung dadurch vermieden werden, daß — wie in F i g. 1 durch die strichpunktierte Linie angedeutet — parallel zu den Zylindern Zi und Z 2 zum Umstellen der Weichen an Saug- und Druckleitungen über ein Steuerventil WS 4/3 ein die nicht dargestellte Innenverriegelung betätigender Zylinder Z 3 angeschlossen ist Das Steuerventil wird über nicht dargestellte Leitungen beispielsweise vom Stellwerk aus gesteuert. Um einen Druckausgleich zwischen der Druck- und der Saugseite der Zahnradpumpe zu verhindern, sind in die Leitungen zum Steuerventi WS4/3 Rückschlagventile RV3 bzw. RV4 entspre chend angeordnet

In F i g. 2 und 3 sind die Teile zum Übertragen dei Stellkraft auf die Stellstange 6 zum Umstellen der Wei ehe dargestellt. Durch die beispielsweise in Fig. einem elektrohydraulischen Antriebsaggregat zugeord neten Zylinder Z1 und Z 2 werden in F i g. 3 die Stell kräfte zum Umstellen der Weiche auf den Winkelheb« 1 übertragen. Während eines Umstellvorganges wir der im Gehäuse drehbar gelagerte Winkelhebel 1 en

sprechend der gt wünschten Weichenlage bewegt. Die in der F i g. 3 dargestellte Hebellage entspricht beispielsweise der linken Weichenendlage. Soll die Weiche in die rechte Lage umgestellt werden, so wird der Winkelhebel 1 über die entsprechende Beaufschlagung der Zylinder ZX und Z2 nach rechts gedreht. Der Winkelhebel überträgt die Stellkraft auf ein auf der Stellstange

6 gleitbar angeordnetes Schiebergehäuse 5, Fig. 2, an dem Festhalteriegel 2 und 3 und eine durch eine Feder

7 in Richtung der Stellstange 6 drückende Rolle 8 angebracht sind. Um die Stellkraft von dem Schiebergehäuse 5 auf die Stellstange zu übertragen, ist in der Stellstange 6 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 Stellstange und Schiebergehäuse aufrechterhalten wird. In den beiden Endlagen der Weiche rasten die Festhalteriegel 2 bzw. 3 in entsprechende Aussparungen in dem Weichenantriebsgehäuse ti ein. Diese mechanische Festhaltung wird bei normaler Weichenumstellung über nicht dargestellte Verbindungen mit dem Winkelhebel 1 betätigt. In gleicher Weise fallen die Zungenprüferriegel 9 und 10, F i g. 3, in den entsprechenden Weichenendlagen in die Zungenprüferstange 12 ein und können zu Beginn einer Weichenumstellung über nicht dargestellte Verbindungen ausgehoben werden.

Es ist zweckmäßig, in dem Schiebergehäuse 5, F i g. 2, eine Aussparung 5a anzuordnen, in die eine an dem entsprechenden Ende des Winkelhebels 1. F i g. 3, befestigte Rolle 4, F i g. 2 und 3, zum Übertragen der Stellkraft auf das Schiebergehäuse 5 eingreift.

Um einen Umstellvorgang anzuzeigen, bevor sich die Stellstange und damit die Weichenzunge bewegen, wird die in dem Schiebergehäuse 5, F i g. 2, angeordnete Aussparung 5a in der Bewegungsrichtung der Stellstange 6 um einen bestimmten Betrag größer als der Durchmesser der in die Aussparung eingreifenden Rolle 4 ausgeführt. Dieses Spiel dient zu Beginn des Umstellvorganges als Vorlauf zum Herausnehmen der mechanischen Festhaltung, z. B. in den F i g. 2 und 3 des Festhalteriegels 2 und des Zungenprüferriegels 9.

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

Um eine Weiche aus der in der Zeichnung dargestellten Endlage in die andere Endlage umzustellen, wird über die nicht dargestellten Leitungen das Antriebsaggregat Mund Pderart eingeschaltet, daß über die Leitungen zu den Zylinderanschlüssen S2L und S2R Druckmittel in die entsprechenden Zylinderräume der Zylinder Zi und Z 2 gefördert wird. Gleichzeitig wird Ober die Anschlüsse SlL und SiR das Druckmittel aus den anderen Zylinderkammern zur Zahnradpumpe hin abgesaugt. Wird hierbei die zulässige Stellkraft überschritten, öffnet das Überdruckventil ÜVi und begrenzt die Stellkraft auf den zulässigen Betrag. In diesem Fall bewegen sich die Zylinderkolben in F i g. 1 von rechts nach links. Diese Bewegung hat eine entsprechende Bewegung des Winkelhebels 1 in Fig.3 von oben nach unten zur Folge. Hierdurch bewegt sich die Rolle 4 in F i g. 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 9 in F i g. 3. Im Laufe der weiteren Bewegung des Winkelhebels 1 wird nun durch die Rolle 4 das Schiebergehäuse nach unten bewegt und durch die kraftschlüssige Verbindung über die Rolle 8 wird gleichfalls die Stellstange 6 nach unten bewegt, die beispielsweise die Weiche in die andere Endlage führt. 1st die Endlage der Weiche erreicht, fällt der

s Festhalteriegel 3 in die entsprechende Gehäuseaussparung ein. Ebenso wird der Zungenprüferriegel 10, F i g. 3, in die entsprechende Aussparung der Zungenprüferstange 12 gelegt. Abhängig von der Lage des Zungenprüferriegels 10 kann nun in bekannter Weise

ίο über nicht dargestellte Kontakte und Leitungen der Weichenstellvorgang abgeschaltet werden.

Wird die Weiche aufgefahren, so tritt an der abliegenden Weichenzunge eine Kraft auf, die über der Festhaltekraft liegt, und bewegt die Stellstange 6, F i g. 2, beispielsweise in der Richtung von oben nach unten. Da das Schiebergehäuse 5 über den Festhalteriegel 2 im Antriebsgehäuse festgelegt ist, drückt die Stellstange 6 die Rolle 8 aus der Aussparung 6a gegen die Kraft der Feder 7 heraus. Die Stellstange 6 bewegt sich

unter Überwindung der Reibungskraft in die andere Endlage, wobei der eingefallene Zungenprüferriegel 9 beispielsweise durch Abschrägen an entsprechenden Stellen der Stellstange herausgedrückt werden kann.

Durch entsprechende Formgebung der Aussparung 6a in der Stellstange und einen entsprechenden Durchmesser der Rolle 8 wird erreicht, daß beispielsweise erst bei einer in Längsrichtung der Stellstange 6 wirkenden Kraft von 700 Kp die kraftschlüssige Verbindung zwischen Schiebergehäuse 5 und Stellstange 6 gelöst wird. Bis zum endgültigen Ausheben der Rolle 8 aus der Aussparung 6a steigt die erforderliche Auffahrkraft bei der Einrichtung lediglich von 700 Kp auf 740 Kp an. Hiernach hat bei der weiteren Bewegung die Stellstange lediglich noch die Reibung zwischen der Stellstange und dem Antriebsgehäuse zu überwinden.

Durch die Einrichtung wird bei einem Auffahrvorgang zum Trennen der Stellstange und der Antriebslei-Ie lediglich ein Kraftanstieg von 40 Kp, nämlich von 700 auf 740 Kp, erforderlich, während in den bekannten Auffahrkupplungen dagegen ein Kraftanstieg von 100 bis 300 Kp erforderlich ist.

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

Durch die Kombination von mechanischen Vorrichtungen zum Einstellen der Festhalte- und Auffahrkräfte und einem elektrohydraulischen Antriebsaggregat mil

einer reversierbaren Hochdruck-Zahnradpumpe und Einstellung der Stellkraft durch entsprechende Überdruckventile wird eine betriebssichere und wirtschaft^ ehe Einrichtung geschaffea bei der das Auffahren einei Weiche ohne Rückwirkung auf das Hydrauliksystem erfolgt Hierdurch können Hydraulikbauteile mit klei nen Nennweiten verwendet werdea Weiterhin sine keine Hydraulikbauteile außerhalb des Antriebsgehäu ses anzuordnen.

Darüber hinaus kann die Einrichtung mit elektrohy draulischem Antrieb an Stelle von bereits vorhandenei elektromechanischen Weichenantrieben verwende werden, ohne daß die bereits vorhandene elektrische Schaltung zum Steuern des Weichenantriebs geänder werden muß.

Weiterhin ist es möglich, wenn die Einrichtung nu für nichtauffahrbare Weichen verwendet werden soll die Feder 7 bzw. die Feder 7 und die Rolle 8 durcl einen entsprechend ausgebildeten, starr mit dem Schie

bergehäuse 5 verbundenen HoI/.cn auszutauschen, wodurch die krufischlüssigc Verbindung; /wischen der Stellstange β und dem Schiebergehäuse 5 durch eine formschliissigc Verbindung ersct/t wird. Dies hat den Vorteil, daß die Vorrichtungen zur Inncnverriegeliing eingespart werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Umstellen von auffahrbaren und nicht auffahrbaren Weichen in Eisenbahnanlagen, bei denen die Weichen über Stellstangen in den Endlagen festgelegt werden und zwischen Antriebsvorrichtungen und den Stellstangen der Weichen Kupplungsmittel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (z. B. M und P, F i g. 1) über einen Winkelhebel (1, F i g. 3) mit einem auf der Stellstange (6. F i g. 2) gleitbar angeordneten Schiebergehäuse (5), an dem Festhalteriegel (2 und 3) und eine durch eine Feder (7) in Richtung auf die Stellstange (6) drückende Rolle (8) angebracht sind, verbunden ist und daß in der Stellstange (6) eine entsprechende Aussparung (Ba) angeordnet ist, in die die in dem Schiebergehäuse (5) geführte Rolle (8) kraftschlüssig eingreift.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schiebergehäuse (5, F i g. 2) eine Aussparung (5a) angeordnet ist, in die eine an dem entsprechenden Ende des Winkelhebels (1) befestigte Rolle (4) eingreift.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Schiebergehäuse (5) angeordnete Aussparung (5a) in der Bewegungsrichtung der Stellstange (6) um einen bestimmten Betrag größer als der Durchmesser der in die Aussparung (5a) eingreifenden Rolle (4) ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsvorrichtung in an sich bekannter Weise eine durch einen Elektromotor (M, Fig.!) betriebene reversierbare Zahnradpumpe (P) verwendet wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrohydraulische ληίπεό (M und P, F i g. 1) abhängig von der Drehrichtung der Zahnradpumpe (P) über je eine Saug- und Druckleitung kreuzweise mit zwei den Winkelhebel (1, F i g. 3) in seine beiden Drehrichtungen bewegenden Zylindern (ZX und Z 2) verbunden ist und daß in den Saug- und Druckleitungen je ein Überdruckventil (ÜVX bzw. ÜV2, Fig. 1) in an sich bekannter Weise angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hydraulischen System parallel zu den Überdruckventilen (ÜV1 und ÜV2, Fig. 1) je ein Rückschlagventil (RV\ bzw. RV2) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorhandenen Innenverriegelung parallel zu den zum Umstellen der Weiche vorhandenen Zylindern (ZX und Z 2, F i g. 1) ein die Innenverriegelung betätigender Zylinder (Z3) über ein vom Stellwerk aus steuerbares Steuerventil (WS4/3) an die Saug- und Druckleitungen angeschlossen ist.