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Title:
DEVICE FOR DISPLACING THE MOVEABLE PARTS OF RAIL SWITCHES OR CROSSINGS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/051480
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for displacing the moveable parts of rail switches or crossings in which a plurality of hydraulic cylinder piston assemblies are each connected in series. Said assemblies engage in the longitudinal direction of the rails in an offset manner. At least one pressure controlled directional or seat valve (9) which can be adjusted is inserted in the line (8). The line connects the series connected hydraulic cylinder piston assemblies (1 to 4). Said directional or seat valve blocks the connection to the next cylinder piston assembly when a preset differential pressure is exceeded.

Inventors:
ACHLEITNER HERBERT (AT)
HOERTLER JOSEF (AT)
Application Number:
PCT/AT1999/000087
Publication Date:
October 14, 1999
Filing Date:
March 31, 1999
Export Citation:
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Assignee:
VAE AG (AT)
ACHLEITNER HERBERT (AT)
HOERTLER JOSEF (AT)
International Classes:
B61L5/04; E01B7/20; E02B7/00; F15B21/00; (IPC1-7): B61L5/04; F15B21/00
Domestic Patent References:
WO1996034786A11996-11-07
Foreign References:
DE2144564A11973-03-15
EP0778191A21997-06-11
DE4420459A11995-01-12
Attorney, Agent or Firm:
Haffner, Thomas M. (Wien, AT)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Einrichtung zum Umstellen der beweglichen Teile von Schienen weichen oderkreuzungen, bei welcher eine Mehrzahl von in Schienenlängsrichtung versetzt angreifenden hydraulischen Zylinderkolbenaggregaten (1,2,3,4) jeweils in Serie geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung (8), welche die in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregate (1,2,3,4) verbindet, wenigstens ein druckabhängig verstellbares Wegebzw. Sitzventil (9) eingeschaltet ist, welches bei Über schreiten eines voreingestellten Differenzdruckes die Verbindung zum nachfolgenden Zylinderkolbenaggregat sperrt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuleitung und in die Ableitung wenigstens eines hydrau lischen Zylinderkolbenaggregates je ein druckabhängig verstell bares Wegebzw. Sitzventil (9) eingeschaltet ist, dessen Ver schiebeantrieb vom Druck in voneinander verschiedenen Arbeits räumen (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 gekenn zeichnet, daß das in Serienschaltung letzte hydraulische Zylin derkolbenaggregat (4) unmittelbar mit den Ventilen von voran gehenden Zylinderkolbenaggregaten (1,2,3) verbunden ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß bei mehr als drei in Serie geschalteten hydrau lischen Zylinderkolbenaggregaten die Serienschaltung so vorge nommen ist, daß der Arbeitsraum eines hydraulischen Zylinder kolbenaggregates mit dem Arbeitsraum eines übernächsten hydrau lischen Zylinderkolbenaggregates unter Zwischenschaltung der Ventile verbunden ist.
Description:
Einrichtung zum Umstellen der beweglichen Teile von Schienen- weichen oder-kreuzungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Umstellen der beweglichen Teile von Schienenweichen oder-kreuzungen, bei welcher eine Mehrzahl von in Schienenlängsrichtung versetzt an- greifenden hydraulischen Zylinderkolbenaggregaten jeweils in Serie geschaltet ist.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise der WO 96/34786 bereits zu entnehmen. Bei dieser bekannten Ein- richtung zum Umstellen von Weichen sind eine Mehrzahl von Zylinderkolbenaggregaten vorgesehen, welche zueinander parallel oder in Serie geschaltet sein können. Für den Fall, daß der- artige Zylinderkolbenaggregate in Serie geschaltet werden, sind in der WO 96/34786 Aufstoßventile beschrieben, welche sicher- stellen, 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 nachge- schalteter hydraulischer Zylinderkolbenaggregate üblicherweise durch den Druck des aus einem vorangehenden hydraulischen Zylin- derkolbenaggregat verdrängten Fluidvolumens.

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 Arbeits- druck ausgelegt werden müssen, welcher höher ist als die Summe der Verschiebewiderstände bzw. Widerstandskräfte der in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregate.

Bei der aus der EP 778 191 A2 bekanntgewordenen Einrichtung sind Sicherheitseinrichtungen vorgesehen, welche die einzelnen Zylin- derkolbenaggregate 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.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einrichtung der eingangs genannten Art mit in Serie geschalteten hydraulischen Zylinder- kolbenaggrega-ten dahingehend weiterzubilden, daß unzulässige Betriebszustände frühzeitig und rechtzeitig erkannt werden und daß bei Überschreiten der zulässigen Widerstandskraft, welche auf ein hydraulisches Zylinderkolbenaggregat zur Wirkung ge- langt, eine weitere Verstellung des Weichenantriebes unter- brochen wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Ausbildung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung, welche die in Serie geschalteten hydraulischen Zylin- derkolbenaggregate verbindet, wenigstens ein druckabhängig ver- stellbares Wege-bzw. Sitzventil eingeschaltet ist, welches bei Überschreiten eines voreingestellten Differenzdruckes die Ver- bindung zum nachfolgenden Zylinderkolbenaggregat sperrt. Da- durch, daß wenigstens ein druckabhängig verstellbares Wege-bzw. Sitzventil in die Leitung, welche die in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregate untereinander verbindet, vorgesehen ist, lassen sich unzulässige Anstiege des Differenz- druckes, wie sie aufgrund eines erhöhten Verschiebewiderstandes auftreten, rechtzeitig erkennen und dadurch, daß in diesen Fällen unmittelbar die Verbindung zum nachfolgenden Zylinder- kolbenaggregat gesperrt ist, erfolgt eine sichere Abschaltung der weiteren Verstellbewegung der Weiche, sodaß unzulässige Ver- formungen ausgeschlossen werden können.

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 Verschiebean- trieb vom Druck in voneinander verschiedenen Arbeitsräumen des gleichen Zylinderkolbenaggregates beaufschlagt ist, wobei insbe- sondere in besonders vorteilhafter Weise die Schaltung so vorge- nommen wird, daß die Ventile der einzelnen Zylinderkolbenaggre- gate jeweils so geschaltet sind, daß das in einen Arbeitsraum mündende Ventil vom Druck im gegenüberliegenden Arbeitsraum des gleichen Zylinderkolbenaggregates beaufschlagt ist. Für die Ver- stellung eines beweglichen Teiles einer Schienenweiche oder -kreuzung gelangt in jeweils einem hydraulischen Zylinderkolben- aggregat ein Arbeitsdruck pi zur Wirkung, welcher den Kolben in Richtung der Verstellbewegung verschieben soll. Diesem Arbeits- druck pi, welcher multipliziert mit der jeweils wirksamen Kolbenquerschnittsfläche A die Stellkraft F definiert, wirkt nun die Kraft des Verschiebewiderstandes Fw entgegen. Aus dem dem mit dem Druck pl 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 Zylinderkolben- aggregates für die gleichsinnige Verstellbewegung ausgepreßt, wobei diese Druckdifferenz solange unproblematisch bleibt, so- lange der aufgetretene Verstellwiderstand in definierten Grenzen bleibt. Im einzelnen gelten hiebei folgende Beziehungen P1 A = P2 A + Fw (P1-P2) A-Fw Ap A = Fw wobei in diesen Gleichungen pi den Arbeitsdruck im jeweils be- trachteten Zylinderkolbenaggregat und p2 den Druck des aus dem gegenüberliegenden Arbeitsraum des gleichen Zylinderkolbenaggre- gates verdrängten Fluids bedeutet. Die auftretende Druckdiffe- renz ist hiebei dem Verschiebewiderstand proportional, wobei da- durch, daß diese Druckdifferenz nun zur Steuerung des entspre- chenden Ventiles herangezogen wird, dann, wenn diese Druck-

differenz 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 ver- einigt werden und auf unzulässige Betriebszustände reagieren, wie sie im Zusammenhang mit einem einzelnen einer Mehrzahl von in Serie geschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregat auf- treten können.

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.

Insgesamt wird mit der erfindungsgemäßen Ausbildung immer das nachgeschaltete Ventil geschlossen, wenn die aufgetretene Druck- differenz 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 mini- mieren, ist es vorteilhaft die Länge der jeweiligen Rücklauf- leitungen zu verringern. Zu diesem Zweck ist mit Vorteil die Ausbildung so getroffen, daß bei mehr als drei in Serie geschal- teten 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.

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 Zylinderkolben- aggregaten für die Verstellung von Schienenweichen und Fig. 2 ein vergrößertes Detail der in Fig. 1 verwendeten hydraulischen Zylinderkolbenaggregate sowie der Ventilsteuerung.

In Fig. 1 sind hydraulische Zylinderkolbenaggregate 1 bis 4 dargestellt, welche über die Länge der zu verstellenden Weiche in Schienenlängsrichtung verteilt angeordnet sind. Zur Verstel- lung 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 druckdifferenzbeauf- schlagten Ventiles 9 in den Arbeitsraum 20 des nachgeschalteten hydraulischen Zylinderkolbenaggregates 3 gelangt.

Die Kolben 11,12,13 und 14 der in Serie geschalteten hydrau- lischen Zylinderkolbenaggregate weisen jeweils Aufstoßventile 15 auf, welche am Ende des zulässigen Verschiebeweges die Öffnung des vorangehenden Arbeitsraumes zur Druckleitung zum nach- folgenden Arbeitsraum eines weiteren hydraulischen Zylinder- kolbenaggregates bewirken.

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 Druck- speicher 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.

Bei der in Fig. 2 dargestellt vergrößerten Darstellung eines derartigen hydraulischen Zylinderkolbenaggregates 1 sind die Druckverhältnisse näher erläutert. Der Druck, welcher die Ver- stellkraft zur Folge haben soll, wird über die Druckleitung 6

und ein erstes druckmittelbetätigbares Ventil 17 in den Arbeits- raum 7 des hydraulischen Zylinderkolbenaggregates 1 eingebracht und bewirkt unter Berücksichtigung der wirksamen Fläche des Kolbens 11 eine Stellkraft. Aus dem gegenüberliegenden Arbeits- raum 18 wird Fluid unter Zwischenschaltung des druckdifferenzbe- tätigbaren Ventiles 9 in die Leitung 19 zu einem nachgeschalte- ten Arbeitsraum, welcher, wie in Fig. 1 ersichtlich, dem Arbeitsraum 20 des übernächsten hydraulischen Zylinderkolben- aggregates 3 entspricht. Bedingt durch die Verschiebewiderstände und die dadurch erzielte entgegengerichtete Kraft Fw steht hier ein entsprechend verringerter Druck p2 zur Verfügung, welcher kleiner ist als der Druck pl im Arbeitsraum 7. Das Druckdiffe- renzsignal betätigt jeweils das nachgeschaltete Ventil 9, sodaß die Leitung 19 gesperrt wird, wenn der zulässige Wert über- schritten wird. Die Sperre dieses Ventiles erfolgt hiebei bei- spielsweise in einer Zwischenstellung, wie sie in Fig. 2 darge- stellt ist, bei welcher die Aufstoßventile 15 noch nicht be- tätigt wurden und daher tatsächlich eine entsprechende Druck- differenz zwischen den Arbeitsräumen 7 und 18 auftritt.

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

Durch die von der Druckdifferenz abhängige Betätigung des Ven- tiles 9 wird die weitere Verstellung der Weichenzunge 21 verhin- dert und ein unzulässiger Betriebszustand frühzeitig und recht- zeitig erkannt sowie eine Überlastung verhindert.

Dadurch, daß die Leitung 19 nicht unmittelbar mit dem nächst- folgenden sondern mit dem übernächsten hydraulischen Zylinder- kolbenaggregat verbunden ist, wird insgesamt eine Verringerung der jeweils wirksam werdenden Länge der Rücklaufleitungen bewirkt, wodurch die Leitungsverluste verringert werden können.