AT404924B - Weichenantrieb - Google Patents

Description

AT 404 924 B

Die Erfindung betrifft einen Weichenantrieb für eine Weiche, bei dem eine mit der Weiche verbundene Schaitstange mit einem Linearantrieb verbunden ist und wobei zusätzlich zum Linearantrieb ein Federantrieb vorgesehen, der die Weiche in ihre jeweils vorgegebene Endlage drückt und beim Bewegen zwischen den Endlagen der Weiche eine Totpunktlage durchfährt.

Ein solcher Weichenantrieb ist aus der US 4 059 054 A bekannt, wobei die Schaltstange ein Schwenkhebel ist, da dieser Antrieb für einen weichen Typ geschaffen wurde, bei dem die Endstücke des Haupt- und Nebengleises der Abzweigseite und das entgegenstehende Endstück des sich verzweigenden Gleises senkrecht zur Gleisachse zueinander verschoben werden, so daß diese Weiche nicht aufgeschnitten werden kann.

Ein Weichenantrieb, der wahlweise mit oder ohne formschlüssige Verriegelung ausgebildet sein kann, ist in der US 4 213 588 A geoffenbart. Dabei ist für den Fall, daß die Verriegelung in bestimmten Betriebszuständen nicht aktiviert sein soll oder in dem Fall, in dem gar keine formschlüssige Verriegelung vorgesehen ist, ein besonderer Haltemechanismus vorgesehen. Dieser Haltemechanismus funktioniert mit einer Nockenfläche und zwei Federn, wobei zwar die üblichen Erschütterungen und Vibrationen nicht ausreichen, um die Weiche über eine Totpunktlage umzustellen, diese aber durch das erste Räderpaar eines die Weiche aufschneidenden Fahrzeuges problemlos erfolgt.

Einen Federantrieb durch den die Weiche in die jeweils vorgegebene Endlage gedrückt wird und der bei der Umschaltbewegung über einen Totpunkt bewegt wird, ist aus der GB 438 078 A bekannt. Nachteilig an diesem vorbekannten Federantrieb ist, daß die verwendeten Federn Druckfedern sind und daß sich die Länge der von den Druckfedern umgebenen Schubstangen während des Umschaltens ändert, so daß Verschmutzungen, Korrosionen und Abnutzungen das Funktionieren des Antriebes beeinträchtigen können. Dazu kommt, daß beim Bruch einer der beiden Federn die Vorrichtung so asymmetrisch belastet wird, daß ein ordnungsgemäßes Funktionieren zumindest in Frage gestellt ist.

Ein anderer Weichenantrieb ist aus der DE 25 57 574 B2 bekannt. Dabei wird die Weiche in ihren Endlagen formschlüssig verriegelt. Dabei können jedoch Toleranzen nicht ausgeglichen werden. Ferner wird es unmöglich, die Weiche aufzuschneiden. Das Aufschneiden geschieht, wenn ein Waggon aus der nicht geöffneten Richtung kommend in die Weiche einfährt.

Ferner ist aus der EP 176 830 A2 bereits eine Feder zu entnehmen, die jedoch lediglich der elastischen Koppelung zwischen Linearantrieb und Schaltstange dient.

Die DE 24 60 956 A1 zeigt ebenfalls eine Feder. Die Feder steht unter Vorspannung und rastet beim Aufschneiden der Weiche aus, um die Weiche in die andere Endlage zu bringen. Danach ist die Feder wirkungslos und die Feder muß erneut gespannt werden.

Auch den SU-Abstracts 513 143, Sektion P,Q, DW7710, Q41, 1977 und 840 222, Sektion P,Q, DW8214, Q41, 1982 läßt sich kein zusätzlicher Federantrieb entnehmen, der zwischen seinen Endstellungen seine Totpunktlage durchfährt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Weichenantrieb zu schaffen, der auch zum Ausgleich größerer Toleranzen in der Lage ist und bei dem die Weichenverbindung durch Aufschneiden gelöst werden kann. Darüberhinaus soll der erfindungsgemäße Weichenantrieb so robust sein, daß zuverlässig auch unter den rauhen Bedingungen des Eisenbahnbetriebes arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Federantrieb zumindest einen Schubhebel aufweist, der in einem Gelenk am Linearantrieb angelenkt ist und dessen freies Ende auf einer Bahn geführt ist, die etwa auf einer Senkrechten zum Linearantrieb und etwa mittig zwischen den Endlagen des Gelenkes liegt und daß das freie Ende des Schubhebels unter der Kraft zumindest einer Zugfeder steht, die den Schubhebel auf Druck beansprucht.

Die Besonderheit dieser Lösung besteht darin, daß durch den hydraulischen Antrieb jeweils nur die Hälfte des Stellweges überwunden werden muß, während die andere Hälfte durch Federantrieb überwunden wird. Dabei wird durch die erfindungsgemäße Lösung, die eine bestimmte getriebliche Verbindung zwischen Feder- und Linearantrieb vorsieht, gleichzeitig gewährleistet, daß der Stellweg bzw. die Hälfte des Stellweges durch Federn überstrichen wird, welche selbst nur einen sehr geringen Federweg haben.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das freie Ende des Schubhebels an einem schwenkbaren Führungshebel angelenkt ist, welcher sich im wesentlichen parallel zum Linearantrieb erstreckt, so daß das freie Ende des Schubhebels auf einer Bahn geführt ist. Dadurch ergibt sich eine reibungsfreie, verschleißfreie, auch bei langem Stillstand gängige Führung des freien Endes des Schubhebels.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Führungshebel über das Gelenk mit dem Schubhebel hinaus verlängert ist und das freie Ende des Führungshebels unter Federkraft steht, welche im wesentlichen senkrecht zum Linearantrieb ausgerichtet ist. Diese Ausbildung ermöglicht den Einsatz robuster Zugfedern. 2

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Eine zweckmäßige Ausgestaltung ist gekennzeichnet durch die doppelte Anordnung einer Federung, wobei die beiden Federungen auf einer gemeinsamen Ebene liegen und beidseits des Linearantriebes im gleichen Wirksinn angreifen. Dadurch wird eine symmetrische Belastung des Linearantriebes gewährleistet.

Infolge des doppelten Weichenantriebes wird es möglich, den hydraulischen Weichenantrieb schon vor Erreichen der Endlage der Weiche durch Endschalter abzustellen.

Schließlich besteht ein weiteres Erfindungsmerkmal noch darin, daß der Linearantrieb bei zwangsweiser Bewegung der Weiche im Bewegungssinne einschaltbar ist. Durch diese Ausbildung wird gewährleistet, daß die Weiche beim Aufschneiden nicht stets wieder mit dem Federantrieb in ihre Endlage zurückgefahren, sondern im Bewegungssinne des Aufschneidens vollständig geöffnet wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben.

Die Weiche 1 ist mit einer Betätigungsstange 2 verbunden. Die Betätigungsstange 2 ist einerseits an der Weiche und anderseits an einem Zylinder 3 angelenkt. Der Zylinder 3 ist auf einem Differentialkolben 4 und einer Kolbenstange 5 beweglich geführt. Die Kolbenstange 5 ist in einem Gehäuse 26 angelenkt. Das Gehäuse 26 ist ortsfest. Der Zylinder 3 besitzt einen kleinen Zylinderraum 6 mit kleiner Kolbenfläche und einen großen Zylinderraum 7 mit großer Kolbenfläche. Der kleine Zylinderraum 6 wird über eine Hydraulikleitung 8 und der große Zylinderraum 7 über eine Hydraulikleitung 9 mit Drucköl beschickt. Zur Schaltung der Leitungen dient ein Ventil 11. Dabei handelt es sich um ein magnetisch schaltbares und federzentriertes 3/4-Wegeventil. Die Hydraulikversorgung geschieht durch eine Pumpe 12, welche durch einen Motor 13 angetrieben wird. Die Ansteuerung des Motors sowie der Magnete des Ventils 11 geschieht durch eine Steuereinrichtung 14. Die Steuereinrichtung 14 wird durch Endschalter 15 und Endschalter 16 angesteuert. Auf die Funktion wird später eingegangen. Auf den Linearantrieb, d.h. den Zylinder 3, wirkt außerdem ein Federantrieb ein. Der Federantrieb kann auf nur einer Seite des Zylinders 3 angreifen. Es können aber auch - wie dargestellt - zwei Federantriebe vorgesehen sein, welche beidseits des Zylinders 3 auf einer Ebene sich gegenüberliegen und welche wie folgt Zusammenwirken:

Jeder Federantrieb weist einen Schubhebel 17.1 und 17.2 auf. Jeder Schubhebel 17.1, 17.2 ist an einem Gelenk 18.1, 18.2 am Zylinder 3 angelenkt. Das freie Ende 19.1, 19.2 ist auf einer Bahn 20 geführt. Diese Bahn liegt senkrecht zur Bewegungsrichtung des Linearantriebes und etwa mittig zwischen den Endstellungen des Linearantriebes, welche durch die Endstellung der Weiche vorgegeben sind. Zur Führung des freien Endes 19.1, 19.2 des Schubhebels auf dieser Bahn 20 dient ein Führungshebel 21.1, 21.2, welcher in einem Gelenk 22.1, 22.2 am Gehäuse 26 angelenkt ist. Dabei ist der Führungshebel im wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung des Linearantriebes ausgerichtet, d.h. idealerweise in der Mittelstellung des Linearantriebes genau parallel. Auf diese Weise wird erreicht, daß das freie Ende 19.1, 19.2 des Schubhebels 17.1, 17.2 mit hinreichend genauer Annäherung die Bahn 20 befährt. Der Führungshebel 21.2, 21.2 ist über den Anlenkpunkt mit dem Schubhebel 17.1, 17.2 hinaus verlängert, u.zw. vorzugsweise geradlinig verlängert. Die dadurch entstehenden freien Enden 23.1 und 23.2 der Schubhebel sind durch mindestens eine, im dargestellten Fall durch zwei Zugfedern 24 miteinander verbunden.

Nun wird im einzelnen die Funktion des Antriebes beschrieben.

Ruhelage: Die Zugfedern 24 üben über die Führungshebel 21.1, 21.2 auf die Schubhebel 17.1, 17.2 eine Schubkraft aus. Diese Schubkraft wirkt auf den Zylinder 3 mit einer Kraftkomponente in Schaltrichtung der Betätigungsstange 2 in dem Sinne, daß die Weiche auf Geradeausfahrt geschaltet wird. Der Motor ist ausgeschaltet. Über die Mittelstellung des Ventils 11 besteht Kurzschluß zwischen den Leitungen 8 und 9. Umschalten der Weiche: Über eine Steuerleitung 25 wird die Steuereinrichtung 14 betätigt. Dadurch wird der Motor 13 eingeschaltet und die Druckölversorgung in Gang gesetzt. Gleichzeitig wird das Ventil 11 in seine links dargestellte Schaltposition geschaltet. In dieser Schattposition ist der kleine Zylinderraum 6 mit der Pumpe und der große Zylinderraum 7 mit dem Tank verbunden. Dadurch wird der Zylinder 3 auf der Kolbenstange - in der Zeichnung gesehen nach oben - derart verfahren, daß die Weiche in Kurvenfahrt verstellt wird. Hiezu muß der Hydraulikantrieb zunächst die über die Schubstangen 17.1 und 17.2 ausgeübten Schubkräfte überwinden, bis die Gelenke 18.1, 18.2 die Bahn 20 durchfahren. Nunmehr wirken die auf die Schubhebel 17.1, 17.2 wirkenden Schubkräfte in der eingeschalteten Schaltrichtung. Daher kann kurz darauf durch geeignete Anordnung der Endschalter 15 der Hydraulikantrieb, d.h. der Motor 13, wieder abgeschaltet und das Ventil wieder in die Mittelstellung gebracht werden. Spätestens erfolgt die Endabschaltung, wenn die Endstellung der Weiche erreicht ist. Infolge des Kurzschlusses zwischen allen Hydraulikverbindungen liegt die Weiche nunmehr allein unter Federkraft an, wobei infolge der Dimensionierung und Ausrichtung der Schubhebel 17.1, 17.2 auch bei relativ geringen Federkräften sehr große, ausreichende Schubkräfte auf den Linearantrieb 3 ausgeübt werden können.

Umschalten der Weiche in Geradeausfahrt: Über die Leitung 25 wird wiederum ein geeignetes Steuersignal in die Steuereinrichtung 14 gegeben, der Motor 13 in Gang gesetzt und das Ventil 11 in die rechte Schaltstellung umgeschaltet. Hiebei ist der 3

Claims (9)

1. ΑΤ 404 924 Β Zylinderraum 6 und der große Zylinderraum 7 kurzgeschlossen. Beide Zylinderräume sind gleichzeitig mit der Pumpe verbunden. Infolge des Flächenverhältnisses am Kolben 4 überwiegen die Druckkräfte, welche den Zylinder 3 in die Schaltstellung der Geradeausfahrt schalten. Dabei ist wiederum zunächst die durch die Federn 24 aufgebrachte Schubkraft der Schubhebel 17.1, 17.2 zu überwinden, bis die Totlage bei Durchfahren der Bahn 20 erreicht ist. Kurz darauf, spätestens aber bei Erreichen der Endlage der Geradeausfahrt folgt wiederum durch Endschalter 15 die Abschaltung der Hydraulikantriebe und der Kurzschluß der Hydraulikleitungen, so daß auch in dieser Endlage die Weiche nur durch Federkräfte gehalten wird. Aufschneiden: Wenn z.B. bei der zuvor geschalteten Geradeausfahrt ein Waggon die Weiche aus der Kurve kommend in Gegenrichtung durchfährt, so werden die Weichenzungen durch die Spurkränze der Räder zunächst ausfgedrückt, da die Spurkränze die Haltekräfte, die durch die Schubstangen 17.1, 17.2 ausgeübt werden, überwinden. Dabei führt der Zylinder 3 eine entsprechende Bewegung aus. Bei dieser Bewegung gelangt ein am Zylinder angebrachter Schaltnocken in Kontakt mit dem Endschalter 16. Dieser Endschalter 16 setzt die Steuereinrichtung 14 und den Motor 13 in Gang und schaltet das Ventil 11 in die links eingezeichente Schaltposition. Wie oben beschrieben, wird in dieser Schaltposition die Zylinderkammer 6 druckbeaufschlagt. Daher wird die Weiche nunmehr in demselben Bewegungssinne, in dem sie zuvor aufgeschnitten wurde, betätigt und in die Kurven-Endlage geschaltet. Der gleiche Vorgang wiederholt sich, wenn ein Waggon nunmehr aus der Geradeausfahrt kommend in der Gegenrichtung in die Weiche einfahren und die Weichenzungen aufschneiden würde. Patentansprüche 1. Weichenantrieb für eine Weiche, bei dem eine mit der Weiche verbundene Schaltstange mit einem Linearantrieb verbunden ist und wobei zusätzlich zum Linearantrieb ein Federantrieb vorgesehen ist, der die Weiche in ihre jeweils vorgegebene Endlage drückt und beim Bewegen zwischen den Endlagen der Weiche eine Totpunktlage durchfährt, dadurch gekennzeichnet daß der Federantrieb zumindest einen Schubhebel (17.1, 17.2) aufweist, der in einem Gelenk (18.1, 18.2) am Linearantrieb (3, 4, 5) angelenkt ist und dessen freies Ende auf einer Bahn (20) geführt ist, die etwa auf einer Senkrechten zum Linearantrieb (3, 4, 5) und etwa mittig zwischen den Endlagen des Gelenkes (18.1, 18.2) liegt und daß das freie Ende des Schubhebels (17.1, 17.2) unter der Kraft zumindest einer Zugfeder (24) steht, die den Schubhebel (17.1, 17.2) auf Druck beansprucht.
2. 2. Weichenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiche (1) aufschneidbar ausgebildet ist und daß die Schaltstange (2) im wesentlichen fluchtend mit dem Linearantrieb (3, 4, 5) angeordnet ist.
3. 3. Weichenantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Schubhebels (17.1, 17.2) mittels eines Gelenkes (19.1, 19.2) an einem schwenkbaren Führungshebel (21.1, 21.2) angelenkt ist, der sich im wesentlichen parallel zum Linearantrieb (3, 4, 5) erstreckt und so das freie Ende des Schubhebels (17.1, 17.2) auf der Bahn (20) führt.
4. 4. Weichenantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungshebel (21.1, 21.2) über das Gelenk (19.1, 19.2) hinaus verlängert ist und daß das freie Ende (23.1, 23.2) des Führungshebels (21.1, 21.2) unter der Wirkung einer Federkraft steht, die im wesentlichen senkrecht zum Linearantrieb (3, 4, 5) gerichtet ist.
5. 5. Weichenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei symmetrisch zum Linearantrieb (3, 4, 5) angeordnete Federantriebe vorgesehen sind.
6. 6. Weichenantrieb nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (23.1, 23.2) der Führungshebel (21.1, 21.2) durch zumindest eine, vorzugsweise mehrere, Zugfedern (24) miteinander verbunden sind.
7. 7. Weichenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb (3, 4, 5), wie an sich bekannt, eine hydraulische Zylinder-Kolben-Einheit ist.
8. 8. Weichenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb (3, 4, 5) durch Endschalter (15, 16) in den Endlagen der Weiche (1) ausschaltbar ist. 4 AT 404 924 B
9. 9. Weichenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb (3, 4, 5) bei zwangsweiser Bewegung der Weiche (1) im Bewegungssinne einschaltbar ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 5