EINRICHTUNG ZUM UMSTELLEN DER BEWEGLICHEN TEILE VON SCHIENENWEICHEN ODER -KREUZUNGEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Umstellen der beweglichen Teile von Schienenweichen oder -kreuzungen, bei welcher eine Mehrzahl von in Schienenlängsrichtung versetzt angreifenden hydraulischen Zylinderkolbenaggregaten jeweils in Serie geschaltet ist, wobei in die Leitung, welche die in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregate verbindet, wenigstens ein druckabhängig verstellbares Wege- bzw. Sitzventil eingeschaltet ist

[0002] Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise der WO 96/34786 bereits zu entnehmen. Bei dieser bekannten Einrichtung zum Umstellen von Weichen sind eine Mehrzahl von Zylinderkolbenaggregaten vorgesehen, welche zueinander parallel oder in Serie geschaltet sein können. Für den Fall, daß derartige Zylinderkolbenaggregate in Serie geschaltet werden, sind in der WO 96/34786 Aufstoßventile beschrieben, welche sicherstellen, daß nach vollständiger Umstellung eines hydraulischen Zylinderkolbenaggregates der für die Umstellung erforderliche Hydraulikdruck unmittelbar in die entsprechenden Arbeitsräume nachfolgender hydraulischer Zylinderkolbenaggregate geleitet wird. Während der Verstellung erfolgt die Betätigung nachgeschalteter hydraulischer Zylinderkolbenaggregate üblicherweise durch den Druck des aus einem vorangehenden hydraulischen Zylinderkolbenaggregat verdrängten Fluidvolumens.

[0003] Bei der Umstellung von beweglichen Teilen von Schienenweichen bzw. -kreuzungen wirkt zunächst in einem der Arbeitsräume des entsprechenden Stellzylinders der angelegte Druck; wobei dieser Druck multipliziert mit der jeweils wirksamen Kolbenfläche die Stellkraft ergibt. Dieser Stellkraft wirken Verstellwiderstände entgegen, wobei derartige Widerstände, insbesondere bei einer Blockade der Verstellbewegung, zu einem raschen Druckanstieg führen können. Zur Sicherung der Gesamthydraulik ist es daher bekannt, zentral Druckbegrenzungsventile vorzusehen und eine derartige Ausbildung ist beispielsweise in der DE 21 44 564 A1 beschrieben. Unzulässige Betriebszustände können aber mit einem derartigen Druckbegrenzungsventil nur unzureichend erfaßt werden, da derartige Druckbegrenzungsventile auf einen Arbeitsdruck ausgelegt werden müssen, welcher höher ist als die Summe der Verschiebewiderstände bzw. Widerstandskräfte der in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregate.

[0004] Bei der aus der EP 778 191 A2 bekanntgewordenen Einrichtung sind sicherheitseinrichtungen vorgesehen, welche die einzelnen Zylinderkolbenaggregate bei Abschaltung der Verschiebebewegung soweit drucklos machen, daß thermischen Ausdehnungen Rechnung getragen werden kann. Eine Sicherheitsabschaltung beim Überschreiten unzulässiger Betriebszustände einzelner Zylinderkolbenaggregate ist mit einer derartigen Ausbildung nicht gegeben.

[0005] Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art mit in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregaten dahingehend weiterzubilden, daß unzulässige Betriebszustände frühzeitig und rechtzeitig erkannt werden und daß bei Überschreiten der zulässigen Widerstandskraft, welche auf ein hydraulisches Zylinderkolbenaggregat zur Wirkung gelangt, eine weitere Verstellung des Weichenantriebes unterbrochen wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Ausbildung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das Wege- bzw. Sitzventil bei Überschreiten einer voreingestellten Differenz der Drücke in gegenüberliegenden Arbeitsräumen des gleichen, vorgeschalteten Zylinderkolbenaggregates die Verbindung zum nachfolgenden Zylinderkolbenaggregat sperrt. Dadurch, daß das druckabhängig verstellbare Wege- bzw. Sitzventil, welches in die Leitung, welche die in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregate untereinander verbindet, eingeschaltet ist, bei Überschreiten einer voreingestellten Differenz der Drücke in gegenüberliegenden Arbeitsräumen des gleichen, vorgeschalteten Zylinderkolbenaggregates sperrt, lassen sich unzulässige Anstiege des Differenzdruckes, wie sie aufgrund eines erhöhten Verschiebewiderstandes auftreten, rechtzeitig erkennen und dadurch, daß in diesen Fällen unmittelbar die Verbindung zum nachfolgenden Zylinderkolbenaggregat gesperrt ist, erfolgt eine sichere Abschaltung der weiteren Verstellbewegung der Weiche, sodaß unzulässige Verformungen ausgeschlossen werden können.

[0006] Mit Vorteil ist die Ausbildung hiebei so getroffen, daß in die Zuleitung und in die Ableitung wenigstens eines hydraulischen Zylinderkolbenaggregates je ein druckabhängig verstellbares Wege- bzw. Sitzventil eingeschaltet ist, dessen Verschiebeantrieb vom Druck in voneinander verschiedenen Arbeitsräumen des gleichen Zylinderkolbenaggregates beaufschlagt ist, wobei insbesondere in besonders vorteilhafter Weise die Schaltung so vorgenommen wird, daß die Ventile der einzelnen Zylinderkolbenaggregate jeweils so geschaltet sind, daß das in einen Arbeitsraum mündende Ventil vom Druck im gegenüberliegenden Arbeitsraum des gleichen Zylinderkolbenaggregates beaufschlagt ist. Für die Verstellung eines beweglichen Teiles einer Schienenweiche oder -kreuzung gelangt in jeweils einem hydraulischen Zylinderkolbenaggregat ein Arbeitsdruck p1 zur Wirkung, welcher den Kolben in Richtung der Verstellbewegung verschieben soll. Diesem Arbeitsdruck p1, welcher multipliziert mit der jeweils wirksamen Kolbenquerschnittsfläche A die Stellkraft F definiert, wirkt nun die Kraft des Verschiebewiderstandes F_w entgegen. Aus dem dem mit dem Druck p1 beaufschlagten Arbeitsraum gegenüberliegenden Arbeitsraum wird nun Fluid unter einem Druck p2 entsprechend der Verringerung durch die dem äußeren Widerstand entsprechende Kraft in den Arbeitsraum eines nachfolgenden Zylinderkolbenaggregates für die gleichsinnige Verstellbewegung ausgepreßt, wobei diese Druckdifferenz solange unproblematisch bleibt, solange der aufgetretene Verstellwiderstand in definierten Grenzen bleibt. Im einzelnen gelten hiebei folgende Beziehungen





wobei in diesen Gleichungen p1 den Arbeitsdruck im jeweils betrachteten Zylinderkolbenaggregat und p2 den Druck des aus dem gegenüberliegenden Arbeitsraum des gleichen Zylinderkolbenaggregates verdrängten Fluids bedeutet. Die auftretende Druckdifferenz ist hiebei dem Verschiebewiderstand proportional, wobei dadurch, daß diese Druckdifferenz nun zur Steuerung des entsprechenden Ventiles herangezogen wird, dann, wenn diese Druckdifferenz einen vorbestimmten Wert übersteigt, die Leitung zum nachfolgenden hydraulischen Zylinderkolbenaggregat gesperrt wird. Die mit der jeweiligen Druckdifferenz beaufschlagten Wege- bzw. Sitzventile können hierbei unmittelbar mit jeweils einem hydraulischen Zylinderkolbenaggregat zu einer Baueinheit vereinigt werden und auf unzulässige Betriebszustände reagieren, wie sie im Zusammenhang mit einem einzelnen einer Mehrzahl von in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregat auftreten können.

[0007] Das jeweils letzte einer Mehrzahl von in Serie geschalteter hydraulischer Zylinderkolbenaggregaten kann ohne zusätzliche Ventile ausgebildet sein, wobei in besonders einfacher Weise die Ausbildung so getroffen ist, daß das in Serienschaltung letzte hydraulische Zylinderkolbenaggregat unmittelbar mit den Ventilen von vorangehenden Zylinderkolbenaggregaten verbunden ist.

[0008] Insgesamt wird mit der erfindungsgemäßen Ausbildung immer das nachgeschaltete Ventil geschlossen, wenn die aufgetretene Druckdifferenz das zulässige Ausmaß, welches durch die Widerstände im normalen Betriebsfall definiert ist, erreicht hat. Um nun die Leitungswiderstände bei einer Mehrzahl von derartigen in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregaten zu minimieren, ist es vorteilhaft die Länge der jeweiligen Rücklaufleitungen zu verringern. Zu diesem Zweck ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß bei mehr als drei in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregaten die Serienschaltung so vorgenommen ist, daß der Arbeitsraum eines hydraulischen Zylinderkolbenaggregates mit dem Arbeitsraum eines übernächsten hydraulischen Zylinderkolbenaggregates unter Zwischenschaltung der Ventile verbunden ist. Auf diese Weise kann die Länge der Rücklaufleitungen jeweils minimiert werden, sodaß ein präzises Ansprechen gewährleistet ist.

[0009] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Mehrzahl von in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregaten für die Verstellung von Schienenweichen und Fig. 2 ein vergrößertes Detail der in Fig. 1 verwendeten hydraulischen Zylinderkolbenaggregate sowie der Ventilsteuerung.

[0010] In Fig. 1 sind hydraulische Zylinderkolbenaggregate 1 bis 4 dargestellt, welche über die Länge der zu verstellenden Weiche in Schienenlängsrichtung verteilt angeordnet sind. Zur Verstellung einer Weichenzunge in Richtung des Pfeiles 5 wird Fluid über eine Leitung 6 in den ersten Arbeitsraum 7 des ersten hydraulischen Zylinderkolbenaggregates 1 eingepreßt, wobei das aus dem gegenüberliegenden Arbeitsraum austretende Fluid über die Leitung 8 unter Zwischenschaltung eines druckdifferenzbeaufschlagten Ventiles 9 in den Arbeitsraum 20 des nachgeschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregates 3 gelangt.

[0011] Die Kolben 11, 12, 13 und 14 der in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregate weisen jeweils Aufstoßventile 15 auf, welche am Ende des zulässigen Verschiebeweges die Öffnung des vorangehenden Arbeitsraumes zur Druckleitung zum nachfolgenden Arbeitsraum eines weiteren hydraulischen Zylinderkolbenaggregates bewirken.

[0012] Das aus den jeweils gegenüberliegenden Arbeitsräumen verdrängte Fluid gelangt jeweils unter Zwischenschaltung entsprechender von der Druckdifferenz betätigbarer Ventile in die Rücklaufleitung 16, wobei an die Vorlaufleitung 6 die Pumpe 22 oder ein Druckspeicher angeschlossen ist und an die Rücklaufleitung 16 die Leitung zum Tank 23 angeschlossen ist. Für die Betätigung in eine Verschieberichtung entgegen der Richtung des Pfeiles 5 werden die Anschlüsse jeweils beispielsweise durch ein Ventil entsprechend vertauscht.

[0013] Bei der in Fig. 2 dargestellt vergrößerten Darstellung eines derartigen hydraulischen Zylinderkolbenaggregates 1 sind die Druckverhältnisse näher erläutert. Der Druck, welcher die Verstellkraft zur Folge haben soll, wird über die Druckleitung 6 und ein erstes druckmittelbetätigbares Ventil 17 in den Arbeitsraum 7 des hydraulischen Zylinderkolbenaggregates 1 eingebracht und bewirkt unter Berücksichtigung der wirksamen Fläche des Kolbens 11 eine Stellkraft. Aus dem gegenüberliegenden Arbeitsraum 18 wird Fluid unter Zwischenschaltung des druckdifferenzbetätigbaren Ventiles 9 in die Leitung 19 zu einem nachgeschalteten Arbeitsraum, welcher, wie in Fig. 1 ersichtlich, dem Arbeitsraum 20 des übernächsten hydraulischen Zylinderkolbenaggregates 3 entspricht. Bedingt durch die Verschiebewiderstände und die dadurch erzielte entgegengerichtete Kraft F_w steht hier ein entsprechend verringerter Druck p2 zur Verfügung, welcher kleiner ist als der Druck p1 im Arbeitsraum 7. Das Druckdifferenzsignal betätigt jeweils das nachgeschaltete Ventil 9, sodaß die Leitung 19 gesperrt wird, wenn der zulässige Wert überschritten wird. Die Sperre dieses Ventiles erfolgt hiebei beispielsweise in einer Zwischenstellung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, bei welcher die Aufstoßventile 15 noch nicht betätigt wurden und daher tatsächlich eine entsprechende Druckdifferenz zwischen den Arbeitsräumen 7 und 18 auftritt.

[0014] Die zu betätigende Weichenzunge ist schematisch in Fig. 2 mit 21 angedeutet.

[0015] Durch die von der Druckdifferenz abhängige Betätigung des Ventiles 9 wird die weitere Verstellung der Weichenzunge 21 verhindert und ein unzulässiger Betriebszustand frühzeitig und rechtzeitig erkannt sowie eine Überlastung verhindert.

[0016] Dadurch, daß die Leitung 19 nicht unmittelbar mit dem nächstfolgenden sondern mit dem übernächsten hydraulischen Zylinderkolbenaggregat verbunden ist, wird insgesamt eine Verringerung der jeweils wirksam werdenden Länge der Rücklaufleitungen bewirkt, wodurch die Leitungsverluste verringert werden können.

Ansprüche

1. Einrichtung zum Umstellen der beweglichen Teile von Schienenweichen oder -kreuzungen, bei welcher eine Mehrzahl von in Schienenlängsrichtung versetzt angreifenden hydraulischen Zylinderkolbenaggregaten (1,2,3,4) jeweils in Serie geschaltet ist, wobei in die Leitung (8), welche die in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregate (1,2,3,4) verbindet, wenigstens ein druckabhängig verstellbares Wege- bzw. Sitzventil (9) eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wege- bzw. Sitzventil (9) bei Überschreiten einer voreingestellten Differenz der Drücke in gegenüberliegenden Arbeitsräumen des gleichen, vorgeschalteten Zylinderkolbenaggregates die Verbindung zum nachfolgenden Zylinderkolbenaggregat sperrt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuleitung und in die Ableitung wenigstens eines hydraulischen Zylinderkolbenaggregates je ein druckabhängig verstellbares Wege- bzw. Sitzventil (9) eingeschaltet ist, dessen Verschiebeantrieb vom Druck in voneinander verschiedenen Arbeitsräumen (7,18) des gleichen Zylinderkolbenaggregates beaufschlagt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile der einzelnen Zylinderkolbenaggregate jeweils so geschaltet sind, daß das in einen Arbeitsraum (7) mündende Ventil vom Druck im gegenüberliegenden Arbeitsraum (18) des gleichen Zylinderkolbenaggregates beaufschlagt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in Serienschaltung letzte hydraulische Zylinderkolbenaggregat (4) unmittelbar mit den Ventilen von vorangehenden Zylinderkolbenaggregaten (1,2,3) verbunden ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als drei in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregaten die Serienschaltung so vorgenommen ist, daß der Arbeitsraum eines hydraulischen Zylinderkolbenaggregates mit dem Arbeitsraum eines übernächsten hydraulischen Zylinderkolbenaggregates unter Zwischenschaltung der Ventile verbunden ist.

Claims

1. A device for displacing the movable parts of rail switches or crossings, in which a plurality of hydraulic cylinder piston units (1, 2, 3, 4) engaging in an offset manner in the longitudinal direction of the rails are each connected in series, wherein at least one directional or seat valve (9) capable of being adjusted in a pressure controlled manner is inserted in the duct (8) that connects the hydraulic cylinder piston units (1, 2, 3, 4) arranged in series, characterized in that directional or seat valve (9) blocks the connection to the consecutive cylinder piston unit if a preset difference between the pressures prevailing in opposite working volumes of the same preceding cylinder piston unit is exceeded.

2. A device according to claim 1, characterized in that a directional or seat valve (9) capable of being adjusted in a pressure controlled manner is each inserted in the supply duct and in the discharge duct of at least one hydraulic cylinder piston unit, the displacement actuator of which directional or seat valve is powered by the pressure prevailing in different working volumes (7, 18) of the same cylinder piston unit.

3. A device according to claim 1 or 2, characterized in that the valves of the individual cylinder piston units are each controlled in a manner that the valve opening into a working volume (7) is powered by the pressure prevailing in the oppositely arranged working volume (18) of the same cylinder piston unit.

4. A device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the hydraulic cylinder piston unit (4) arranged last in the series connection is connected directly with the valves of preceding cylinder piston units (1, 2, 3).

5. A device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the series connection with more than three hydraulic cylinder piston units connected in series is realized in a manner that the working volume of a hydraulic cylinder piston unit is connected with the working volume of a hydraulic cylinder piston unit after next with the valves being arranged therebetween.

Revendications

1. Dispositif pour déplacer les parties mobiles d'aiguillages et de croisements ferroviaires, dans lequel une multiplicité d'unités hydrauliques à cylindre et piston (1, 2, 3, 4), qui agissent d'une manière décalée dans la direction longitudinale du rail, sont branchées respectivement en série, au moins une soupape de distribution ou une soupape à siège (9) réglable en fonction de la pression étant montée dans la canalisation (8), qui relie les unités hydrauliques à cylindre et piston (1, 2, 3, 4) branchées en série, caractérisé en ce que lors du dépassement d'une différence préréglée entre les pressions dans des chambres de tavail opposées de la même unité à cylindre et piston branchée en amont, la soupape de distribution ou la soupape à siège (9) bloque la liaison avec l'unité à cylindre et piston située en aval.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la canalisation d'amenée et dans la canalisation d'évacuation d'au moins une unité hydraulique à cylindre et piston est branchée respectivement une soupape de distribution ou une soupape à siège (9) déplaçable en fonction de la pression et dont le dispositif d'entraînement en déplacement est chargé par la pression qui règne dans des chambres de travail (7, 18), différentes les unes des autres, de la même unité à cylindre et piston.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les soupapes des différentes unités à cylindre et piston sont branchées respectivement de telle sorte que la soupape, qui s'ouvre dans une chambre de travail (7), soit chargée par la pression régnant dans la chambre de travail opposée (18) de la même unité à cylindre et piston.

4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'unité hydraulique à cylindre et piston (4), qui est la dernière dans le montage en série, est reliée directement aux soupapes d'unités à cylindre et piston précédentes (1, 2, 3).

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans le cas de plus de trois unités hydrauliques à cylindre et piston montées en série, le montage en série est réalisé de telle sorte que la chambre de travail d'une unité hydraulique à cylindre et piston soit reliée à la chambre de travail d'une unité hydraulique à cylindre et piston, suivante en second, moyennant le montage intercalé des soupapes.

Zeichnung