Weichenantrieb mit einem hydraulischen Stellzylinder

Abstract

 Bei einem hydraulischen Weichenantrieb ist zur Verbindung des Stellzylinders (2) mit dem auf der Schubstange (7) sitzenden Schiebergehäuse (8) ein einseitig verschwenkbar gelagerter Riegelhebel (9) vorgesehen, dessen freie Verschwenkbarkeit mittels Anschlägen (14,15) am Schiebergehäuse (8) begrenzt ist. Dieser Riegelhebel (9) weist an der Seite des Schiebergehäuses (8) zwei nockenartige Erhebungen (16,17) auf, an denen jeweils ein am Schiebergehäuse (8) angelenkter Schwenkriegel (18,19) mit einer Betätigungsnocke anliegt, der anderseits die Rast (23) für den jeweils zugeordneten, gehäuseseitig feststehenden Sperrhaken (24,25) aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Weichenantrieb mit einem hydraulischen Stellzylinder, der mechanisch mit einem mit einer Schubstange für die Weichenzungen in Verbindung stehenden Schiebergehäuse gekoppelt ist, sowie mit je einem Sperrhaken für jede der beiden Endstellungen der Weiche, der in seiner zugeordneten Endstellung in eine Rast eingreift und bei Einleitung der Verstellung der Weiche außer Eingriff mit seiner Rast bringbar ist.

[0002] Weichenantriebe in der genannten Art sind beispielsweise aus der DE-B2 19 52 824, der DE-B2 26 06 664 oder auch der DE-C2 30 20 788 bekannt. Das Umstellen der Weichen wird dabei im allgemeinen von einem Stellwerk aus eingeleitet und nach dem beendigten Umstellen abhängig von die Endlage der Weichenzungen überwachenden Organen selbsttätig beendet, wobei die jeweilige Endstellung zumeist an der Schubstange gesperrt wird. Für die Art und Realisierung dieser Sperre ist es zumeist belanglos, ob die angetriebene Weiche auffahrbar oder nicht auffahrbar sein soll, da der jeweilige Weichenantrieb bevorzugt so ausgelegt wird, daß er für beide genannten Varianten mit möglichst geringen Änderungen eingesetzt werden kann.

[0003] Die im Zusammenhang mit der Ausbildung der für das Sperren der Endstellungen vorgesehenen Elemente auftretenden Schwierigkeiten sind insbesondere darin begründet, daß das Sperren und Entsperren verhältnismäßig kraftlos und ohne zusätzliche Betätigungsaggregate sicher erfolgen soll, was beim rauhen Bahnbetrieb gewisse Schwierigkeiten macht und bei den beschriebenen bekannten Lösungen nicht zufriedenstellend gelöst ist.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weichenantrieb der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die genannten Schwierigkeiten vermieden werden und daß insbesondere auf konstruktiv einfache Weise ein sicheres Sperren und Entsperren der Weichenendstellungen auch bei rauhen Umgebungsbedingungen möglich wird, ohne daß der in diesem Zusammenhang erforderliche konstruktive Aufwand allzu groß wird.

[0005] Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Weichenantrieb der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zur Verbindung des Stellzylinders mit dem Schiebergehäuse ein am Stellzylinder einerseits und am Schiebergehäuse anderseits- verschwenkbar gelagerter und in seiner wirksamen Länge veränderlicher Riegelhebel vorgesehen ist, dessen freie Verschwenkbarkeit mittels Anschlägen am Schiebergehäuse begrenzt ist und der an der Seite des Schiebergehäuses zwei nockenartige Erhebungen aufweist, an denen im Bereich der Endstellungen je ein am Schiebergehäuse angelenkter Schwenkriegel mit einer Betätigungsnocke anliegt, welcher anderseits die Rast für den zugeordneten, gehäuseseitig feststehenden Sperrhaken aufweist. Nachdem zur Einleitung des Umstellvorganges der Weiche der Stellzylinder des Weichenantriebes auf übliche Weise mit unter Druck stehendem Hydrauliköl angespeist wird, bewegt sich das entsprechende Element (wahlweise Zylinder oder Kolbenstange) des Stellzylinders und dreht den an der vorerst feststehenden Schubstange bzw. an dem auf dieser sitzenden Schiebergehäuse angelenkten, eingerasteten Riegelhebel um seine dortige Schwenkachse. Da der Riegelhebel zwischen seinen Anschlägen am Schiebergehäuse frei verschwenkbar ist, wird letzteres vorerst nicht mitgenommen, so daß die damit entweder im Falle der Nichtauffahrbarkeit der Weiche fix verbundene, oder im Falle der Auffahrbarkeit über eine lösbare Kupplungseinrichtung verbundene Schubstange ebenfalls vorerst nicht mitgenommen wird. Über die von Anfang an mitgedrehten nockenartige Erhebung wird allerdings zumindest der eingerastete Schwenkriegel mitverdreht, wobei dieser die jeweilige Endstellung sichernde Schwenkriegel aus dem zugehörigen Sperrhaken gehoben wird. Erst nach dem daran anschließenden Anliegen des Riegelhebels am jeweils zugeordneten Anschlag am Schiebergehäuse wird auch dieses und damit die Schubstange mit der weiteren Bewegung des Stellzylinders soweit mitgenommen, bis die andere Endstellung erreicht und unter neuerlicher Sperrung über den dieser zugeordneten Schwenkriegel gesichert ist. Es ist damit mit sehr wenigen Einzelelementen eine robuste und für Störungen nicht anfällige Konstruktion geschaffen, die mit sehr geringen Betätigungskräften auskommt und insbesondere auch keine zusätzliche eigene Antriebseinrichtung (wie etwa einen separaten Hydraulikzylinder od.dgl.) für die Endlagensperre erfordert. Durch die direkte Koppelung der Bewegung der Schubstange mit der Betätigung der die Endlagensperre bewirkenden bzw. aufhebenden Elemente ist weiters größtmögliche Sicherheit beim Weichenantrieb erreicht.

[0006] In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das rastseitige Ende jedes Schwenkriegels über je ein im Bereich der zugeordneten Endstellung der Weiche angeordnetes, federbelastetes Einrückglied in den jeweiligen Sperrhaken einrastbar, was eine sichere Verriegelung des Weichenantriebes in den beiden Endstellungen ermöglicht. Die genannten Einrückglieder sind dabei mit im Bereich der Endstellungen vorgesehenen Melde- bzw. Prüforganen koppelbar, welche das ordnungsgemäße Erreichen der jeweiligen Endstellung beispielsweise auch auf hier nicht näher interessante Weise beim Stellwerk oder dergleichen anzeigen bzw. melden können. Diese Einrückglieder sind besonders dann vorteilhaft, wenn auch bei großen Verstellgeschwindigkeiten der Weiche mit Sicherheit ein Einrasten des Weichenantriebes in den Endstellungen gefordert ist. Die Belastungsfeder jedes Einrückgliedes kann beispielsweise gehäusefest angeordnet sein - am dem Schwenkriegel zugeordneten Ende können rollen- oder kugelartige Elemente vorgesehen werden, die die Leichtgängigkeit der gesamten Anordnung verbessern.

[0007] Nach einer bevorzugten anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß beide Schwenkriegel mit ihrer Betätigungsnocke federbelastet an der jeweils zugeordneten nockenartigen Erhebung des Riegelhebels anliegen und daß die Sperrhaken eine abgeschrägte Anlauffläche für das rastseitige Ende der Schwenkriegel aufweisen, nach deren Überwindung dieses Ende unter Wirkung der Federbelastung in den Sperrhaken einrastet. Dies ergibt eine besonders einfache Ausgestaltung, die gegen im rauhen Bahnbetrieb unvermeidliche Erschütterungen weitestgehend unempfindlich ist und trotzdem ein sicheres Sperren der Endstellungen der Weiche garantiert.

[0008] In die gleiche Richtung zielt auch eine andere Weiterbildung der Erfindung, gemäß der die Verschwenkbarkeit der Schwenkriegel in ihrer entriegelten Stellung durch Anschläge am Schiebergehäuse begrenzt ist, so daß sich, insbesondere im Zusammenhang mit der oben beschriebenen Federbelastung der Schwenkriegel in Richtung auf die zugehörigen nockenartigen Erhebungen des Riegelhebels, stets definierte Lageverhältnisse für die Schwenkriegel ergeben und die Mitnahme des Schiebergehäuses bzw. der Schubstange in der entriegelten Stellung nicht nur über den Anschlag des Riegelhebels am Schiebergehäuse sondern auch über den Anschlag jeweils eines der Schwenkriegel am Schiebergehäuse erfolgen bzw. zusätzlich unterstützt werden kann.

[0009] Die Rast an jedem der Schwenkriegel kann nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung von einer drehbar gelagerten Rolle gebildet sein, was insbesondere im Hinblick auf die leichte Betätigbarkeit des Weichenantriebes insgesamt Vorteile bietet.

[0010] Die eingangs bereits erwähnte Veränderlichkeit der wirksamen Länge des Riegelhebels zwischen seinen beiden Schwenklagerungen, um die Verschwenkbarkeit desselben relativ zu den Achsen von Stellzylinder und Schubstange nicht zu behindern, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dadurch ermöglicht, daß seine Anlenkung auf der. Seite des Stellzylinders einen in einer langlochartigen Ausnehmung längs der Hebelachse geführten Gleitstein aufweist, was eine einfache, robuste und kostengünstige Ausbildung des Weichenantriebes ergibt.

[0011] Nach einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann im letztgenannten Zusammenhang auch vorgesehen sein, daß die langlochartige Ausnehmung ebenso wie der Gleitstein relativ zur Achse des Riegelhebels schräg verlaufende Seitenwände aufweist, welche bei ihrem kraftübertragenden Aufeinanderliegen zur Verstellung der Weiche im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stellzylinders liegen. Damit kann auf sehr einfache Weise sichergestellt werden, daß auch bei größeren zu übertragenden Betätigungskräften es nicht zur Folge von relativ zur Bewegungsrichtung schräg stehenden Übertragungsflächen zur Entstehung von senkrecht zum Stellzylinder bzw. zur Schubstange zwischen diesen beiden Elementen wirkenden Kraftkomponenten kommen kann, die unzulässige Verformungen bzw. auf alle Fälle eine weiter erhöhte Schwergängigkeit des Weichenantriebes mit sich bringen würden.

[0012] Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung teilweise schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei in den Fig. 1 bis 3 ein teilweise geschnittener bzw. geöffneter Weichenantrieb in verschiedenen Stellungen der nicht eingezeichneten Weiche, in den Fig. 4 bis 6 ein anderes Ausführungsbeispiel in entsprechender Darstellung und in den Fig. 7 bis 9 das Detail der langlochartigen Ausnehmung mit Gleitstein eines anderen Ausführungsbeispiels dargestellt ist. Die Zeichnung ist insbesondere auch beschränkt auf für die Beschreibung der Erfindung notwendige bzw. hilfreiche Elemente, was anderseits bedeutet, daß eine Vielzahl für das tatsächliche Funktionieren eines gesamten derartigen Weichenantriebes notwendige oder vorteilhafte Elemente weggelassen sind.

[0013] In einem Gehäuse 1 des Weichenantriebes nach den Fig. 1 bis 3 ist ein hydraulischer Stellzylinder 2 angeordnet, dessen Kolbenstange 3 auf nicht näher dargestellte Weise in außen aufgesetzten Spannkappen 4 fixiert ist, so daß bei entsprechender Beaufschlagung von Hydraulikanschlüssen 5 über eine nicht dargestellte Hydraulikpumpe der Zylinder 6 von der in Fig. 1 ersichtlichen linken Endstellung über eine in Fig. 2 ersichtliche Mittelstellung bis in die in Fig. 3 ersichtliche rechte Endstellung verschiebbar ist. Die Verbindung der Hydraulikanschlüsse 5 zu den Arbeitsräumen im Zylinder 6 kann im Inneren der Kolbenstange 3 verlaufen, ist hier aber wie die Arbeitsräume und der Kolben selbst jedoch nicht dargestellt.

[0014] Der Stellzylinder 2 ist mechanisch mit einem mit einer Schubstange für die nicht weiter dargestellten Weichenzungen in Verbindung stehenden Schiebergehäuse 8 gekoppelt, was über einen am Stellzylinder 2 einerseits und am Schiebergehäuse 8 anderseits verschwenkbar gelagerten und in seiner wirksamen Länge veränderlichen Riegelhebel 9 erfolgt. Dieser Riegelhebel 9 ist einerseits zur Ermöglichung der genannten Veränderung der wirksamen Länge auf der Seite des Stellzylinders 2 an einem in einer langlochartigen Ausnehmung 10 längs der Hebelachse 11 geführten Gleitstein 12 und anderseits an einer feststehenden Drehachse 13 am Schiebergehäuse 8 angelenkt, wobei seine freie Verschwenkbarkeit mittels Anschlägen 14,15 am Schiebergehäuse 8 begrenzt ist.

[0015] An der Seite des Schiebergehäuses 8 sind zwei nockenartige Erhebungen 16,17 am Riegelhebel 9 vorgesehen, an denen je ein am Schiebergehäuse 8 angelenkter Schwenkriegel 18,19 mit einer Betätigungsnocke 20,21 anliegt. Die Schwenkriegel 18,19 sind um Drehachsen 22 verschwenkbar am Schiebergehäuse 8 gelagert und weisen an ihrer bezüglich dieser Lagerung den Betätigungsnocken 20,21 gegenüberliegenden Seite jeweils eine Rast 23 auf, die mit je einem gehäuseseitig feststehenden Sperrhaken 24,25 zusammenarbeiten und hier als drehbar gelagerte Rollen 26 ausgebildet sind.

[0016] Beide Schwenkriegel 18,19 sind auf hier nicht weiter dargestellte Weise federbelastet und liegen unter der Wirkung dieser Federbelastung mit ihrer Betätigungsnocke 20,21 an der jeweils zugeordneten nockenartigen Erhebung 16,17 des Riegelhebels 9 an. Die Sperrhaken 24,25 haben abgeschrägte Anlaufflächen 27 für die Rast 23 bzw. die diese hier bildende Rolle 23, wobei - bei Relativbewegung zwischen Sperrhaken und Rast in der Darstellung von links nach rechts bzw. umgekehrt die Rolle 26 nach Überwindung der abgeschrägten Anlauffläche 27 unter Wirkung der Federbelastung des entsprechenden Schwenkriegels in den Sperrhaken bzw. dessen Ausnehmung einrastet.

[0017] Die Verschwenkbarkeit der Schwenkriegel 18,19 in ihrer entriegelten Stellung (siehe den in Fig. 1 rechten Schwenkriegel 19) ist durch Anschläge 28,29 am Schiebergehäuse 8 begrenzt, so daß sich ein gegen Erschütterungen unempfindlicher Aufbau ergibt.

[0018] Ausgehend von der in Fig. 1 ersichtlichen linken Endstellung der Schubstange 7 ergibt sich bei Einleitung einer Verstellung der zugehörigen Weiche in die rechte Endstellung folgender Ablauf:

[0019] Bei entsprechender Druckbeaufschlagung eines der Hydraulikanschlüsse 5 beginnt sich der Zylinder 6 von der in Fig. 1 eingetragenen Stellung in die in Fig. 2 eingetragene Stellung zu bewegen, wobei der Riegelhebel 9 vom linken Anschlag 14 am Schiebergehäuse 8 zum rechten Anschlag 15 verschwenkt wird. Die Schubstange 7 mit den damit betätigten, hier nicht dargestellten Weichenzungen bleibt dabei vorerst unverändert stehen. Über die nockenartigen Erhebungen 16,17 werden die Schwenkriegel 18,19 von der in Fig. 1 eingezeichneten Stellung in die in Fig. 2 eingezeichnete Stellung geschwenkt, womit die linke Rast 23 bzw. Rolle 26 außer Eingriff mit dem linken Sperrhaken 24 kommt.

[0020] Ab dem Zeitpunkt der Anlage des Riegelhebels 9 am rechten Anschlag 15 am Schiebergehäuse 8 - wie er in Fig. 2 dargestellt ist - wird bei weiterer Bewegung des Zylinders 6 in der Darstellung nach rechts auch das Schiebergehäuse 8 und die damit auf ihr nicht weiter dargestellte Weise in Verbindung stehende Schubstange 7 nach rechts mitgenommen, was eine Umschaltung dieser Weiche bewirkt.

[0021] Sobald die rechte Rolle 26 an der Anlauffläche 27 des rechten Sperrhakens 25 ankommt, wird sie gegen die Federvorspannung des Schwenkriegels 19 in der Darstellung nach unten über die Anlauffläche 27 gleiten und dann in die in Fig. 3 eingetragene Stellung in die Ausnehmung des Sperrhakens 25 einrasten. Damit ist die rechte Einstellung der Weiche erreicht und gesperrt. Die Zufuhr von Hydraulikmedium wird auf hier nicht weiter interessante Weise wieder abgestellt und die Weichenstellung üblicherweise an ein Stellwerk od.dgl. gemeldet.

[0022] Die Rückstellung der Weiche von der Stellung gemäß Fig. 3 in die Stellung gemäß Fig. 1 erfolgt sinngemäß umgekehrt.

[0023] Die Ausführung des Weichantriebes nach den Fig. 4 bis 6 unterscheidet sich von der nach den Fig. 1 bis 3 im wesentlichen lediglich durch die Art der Sicherstellung der Einrastung des jeweiligen Schwenkriegels 18,19 in seiner zugeordneten Endstellung in den Sperrhaken 24,25. Im Gegensatz zu den Fig. 1 bis 3 sind die Schwenkriegel 18,19 hier nicht auf die beschriebene Weise selbst in Richtung zur Anlage ihrer Betätigungsnocken 20,21 von den nockenartigen Erhebungen 16,17 des Riegelhebels 9 federbelastet, sondern werden nur im Bereich ihrer zugeordneten Endstellung von federbelasteten Einrückgliedern 30 in die jeweilige Ausnehmung des Sperrhakens 24,25 gedrückt. Das rastseitige Ende jedes Schwenkriegels 18,19 ist zu diesem Zwecke - wie in den Fig. 4 bis 6 dargestellt - über je ein im Bereich der zugeordneten Endstellung der Weiche angeordnetes, federbelastetes Einrückglied 30 in den jeweiligen Sperrhaken 24,25 einrastbar. Die Einrückglieder 30 können auf hier nicht dargestellte Weise auch beispielsweise mit Prüfriegeln oder dergleichen für die Erreichung der Endstellung des Weichenantriebes verbunden oder kombiniert sein, welche das Erreichen der jeweiligen Endstellung auf ebenfalls nicht dargestellte Weise etwa einem Stellwerk oder dergleichen melden.

[0024] Im übrigen entspricht die Ausführung nach den Fig. 4 bis 6 völlig der nach den Fig. 1 bis 3 - gleiche bzw. zumindest von der Funktion her gleiche Teile sind auch mit gleichen Bezugszeichen versehen; bezüglich der Beschreibung dieser Teile und ihrer Funktion wird auf die obenstehenden Ausführungen zu den Fig. 1 bis 3 verwiesen.

[0025] Gemäß den Fig. 7 bis 9 weist die langlochartige Ausnehmung 10 des Riegelhebels 9 ebenso wie der Gleitstein 12 relativ zur Achse 11 des Riegelhebels 9 schräg verlaufende Seitenwände 31 auf. Bei der Einleitung der Verstellbewegung des Weichenantriebes nach rechts (siehe auch die Stellungen gemäß Fig. 1 und 4) sind die kraftübertragenden Seitenwände 31 (in der Darstellung rechts von der Achse 11, dort wo der Pfeil 32 angebracht ist) schräg zur Achse des Stellzylinders 2 bzw. damit auch zur Achse der Schubstange ausgerichtet, so daß sich nach den Gesetzen der Mechanik eine erhebliche Kraftkomponente senkrecht zur Achse des Stellzylinders ergibt. Diese stellt jedoch in diesem Stadium der Verstellbewegung kein Problem dar, da - wie oben beschrieben - erst ab der Stellung nach der Fig. 2 bzw. 5 eine Mitnahme der Schubstange 7 und damit der nicht dargestellten Weiche durch den Stellzylinder 2 stattfindet. Ab dieser Mitnahme ist die Position der kraftübertragenden, aufeinanderliegenden Seitenwände 31 bereits, wie in Fig. 6 dargestellt, also im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stellzylinders 2, so daß sich keine derartige senkrechte Kraftkomponente zwischen Stellzylinder 2 und Schubstange ergeben kann.

Ansprüche

1. Weichenantrieb, mit einem hydraulischen Stellzylinder, der mechanisch mit einem mit einer Schubstange für die Weichenzungen in Verbindung stehenden Schiebergehäuse gekoppelt ist, sowie mit je einem Sperrhaken für jede der beiden Endstellungen der Weiche, der in seiner zugeordneten Endstellung in eine Rast eingreift und bei Einleitung der Verstellung der Weiche außer Eingriff mit seiner Rast bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung des Stellzylinders mit dem Schiebergehäuse (8) ein am Stellzylinder (2) einerseits und am Schiebergehäuse (8) anderseits verschwenkbar gelagerter und in seiner wirksamen Länge veränderlicher Riegelhebel (9) vorgesehen ist, dessen freie Verschwenkbarkeit mittels Anschlägen (14,15) am Schiebergehäuse (8) begrenzt ist und der an der Seite des Schiebergehäuses (8) zwei nockenartige Erhebungen (16,17) aufweist, an denen im Bereich der Endstellungen je ein am Schiebergehäuse (8) angelenkter Schwenkriegel (9) mit einer Betätigungsnocke (20,21) anliegt, welcher anderseits die Rast (23) für den zugeordneten gehäuseseitig feststehende Sperrhaken (24,25) aufweist.

2. Weichenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rastseitige Ende jedes Schwenkriegels (18,19) über je ein im Bereich der zugeordneten Endstellung der Weiche angeordnetes, federbelastetes Einrückglied (30) in den jeweiligen Sperrhaken (24,25) einrastbar ist.

3. Weichenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Schwenkriegel (18,19) mit ihrer Betätigungsnocke (20,21) federbelastet an der jeweils zugeordneten nockenartigen Erhebung (16,17) des Riegelhebels (9) anliegen und daß die Sperrhaken (24,25) eine abgeschrägte Anlauffläche (27) für das rastseitige Ende der Schwenkriegel (18,19) aufweisen, nach deren Überwindung dieses Ende unter Wirkung der Federbelastung in den Sperrhaken (24,25) einrastet.

4. Weichenantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschwenkbarkeit der Schwenkriegel (18,19) in ihrer entriegelten Stellung durch Anschläge (28,29) am Schiebergehäuse (8) begrenzt ist.

5. Weichenantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rast (23) an jedem der Schwenkriegel (18,19) von einer drehbar gelagerten Rolle (26) gebildet ist.

6. Weichenantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung einer Veränderung der wirksamen Länge des Riegelhebels (9) seine Anlenkung auf der Seite des Stellzylinders (2) einen in einer langlochartigen Ausnehmung (10) längs der Hebelachse (11) geführten Gleitstein (12) aufweist.

7. Weichenantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die langlochartige Ausnehmung (10) ebenso wie der Gleitstein (12) relativ zur Achse (11) des Riegelhebels (9) schräg verlaufende Seitenwände (31) aufweist, welche bei ihrem kraftübertragenden Aufeinanderliegen zur Verstellung der Weiche im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stellzylinders (2) liegen.

Zeichnung