用於對開關機構進行測試的裝置、測試臺以及方法與流程

2023-09-11 09:26:55 2

一種開關機構用於改變軌道車輛在軌跡上行進的路徑。該開關機構由電動機組成，其旋轉移動通過軸杆或者齒條轉換為線性移動。該機構系統的一部分通常也是聯軸器，該聯軸器防止在軌跡上施加過度力。

在生產或者翻新開關機構期間，必須對開關機構產生的力進行明確地設定和測試。其中一個目的是使開關機構產生的力不會超過或者低於特定上限和下限。為此，在隨後的操作期間，在作為試樣的開關機構在測試臺上執行致動操作的同時，向該開關機構施加與開關閘刀的力相對應的反向力。

開關機構的機械尺寸根據使用領域、製造商和發展史的不同而具有很大差異。外部地，所有開關機構的共同點是所謂的致動滑塊，該致動滑塊將該機構的線性移動和力傳遞至開關閘刀；以及（可選地）所謂的測試滑塊，該測試滑塊同樣連接至開關閘刀並且使得能夠機械地向機構表明該閘刀的位置。為了進行測試，該開關機構理想地以與後文相同的方式（通常是通過多個螺絲連接件）緊固在軌跡上。由於機構的外部尺寸不同，所以兩個可移動部件針對開關機構的緊固點位於不同位置處。

在網際網路上可找到的於2014年3月31日在http://www.probitron.de/fileadmin/pdf/datenblatt_multi.pdf上的文檔「PT 10K Multi: Variabler Prüftisch für Weichenstellantriebe」公開了一種用於開關機構的可變測試臺，該可變測試臺由基本模塊和可替換測試模塊組成。基本模塊具有作為力產生器的液壓系統、控制器以及測量和安全裝備。可用於不同模式的開關機構的是獨立測試模塊，根據示圖，該獨立測試模塊分別由具有滾軸的測試臺和獨立地設計用於開關機構的位置保持器組成。隨後通過將試樣安裝在獨立地設計用於試樣的測試模塊上來適應試樣與測試臺力產生器之間的聯接點。

測試滑塊機械地向開關機構表明開關閘刀的實際位置。為了對測試滑塊進行測試，該測試滑塊必須與致動滑塊同時移動。然而，在這種情況下，致動滑塊和測試滑塊的移動未同步地發生；位移的長度也不同。因此，現有技術無需對包括測試滑塊的開關機構進行完整測試，這是因為開關機構是在未安裝測試滑塊的情況下進行測試的。測試滑塊僅在測試之後進行安裝。

技術實現要素：

目的是提供一種裝置，該裝置為現有技術提供替代方案。

根據本發明，該目的是通過具有水平部件的裝置來實現，該水平部件可移動地安裝在至少一個水平線性導向件上。該裝置還包括垂直部件，該垂直部件垂直地安裝在水平部件上，該垂直部件針對水平線性導向件橫向地對齊並且具有間隙，該間隙允許平行於水平線性導向件引導物體通過。

垂直部件設置為在多個聯接位置處與緊固腳聯接。該緊固腳連接至開關機構的測試滑塊。將開關機構的致動滑塊或者聯接至該開關機構的該致動滑塊的部件引導通過垂直部件中的間隙。

下文提到的優點不必必須通過獨立權利要求的主題來實現。相反，其也可以是僅僅通過獨立實施例、變型或者發展來實現的優點。

水平線性導向件設計為例如在兩側上的平行導向件。該水平線性導向件可以由線性驅動器來補充。在一個發展中，該裝置適合於在測試臺上對開關機構進行完整測試。為此，將待測試的開關機構的致動滑塊引導通過裝置的垂直部件中的間隙。此外，開關機構的測試滑塊連接至裝置的垂直部件。由於水平部件可作為滑座或者滑架在水平線性導向件上移動，所以可以沿著其工作方向來自由地選擇測試滑塊的聯接位置。此外，在該發展中，該裝置允許致動滑塊和測試滑塊獨立於彼此移動。

測試滑塊的安裝位置或者聯接位置可以藉助裝置在測試臺上的發展而變化。也能夠獨立於水平部件在測試滑塊的縱向方向上的位移，在垂直部件的表面上實現多個聯接位置，即是說，隨後在其它兩個維度中。因此，可以在三維空間中選擇測試滑塊的聯接位置。該裝置隨後使得測試滑塊能夠靈活地適應於測試臺。因此，可以在最終狀態下對開關機構進行測試，這是因為不必為了在測試臺上進行測試而提前移除測試滑塊並且其僅需在測試之後再次替換。因此，不再需要針對其功能和其高壓電阻對測試滑塊進行單獨的測試。在測試之後，不必在開關機構上執行任何其它步驟。

緊固腳提供了如下優點：即，可以容易地將開關機構的測試滑塊安裝在垂直部件上。聯接位置位於垂直部件的表面上，該垂直部件相對於水平線性導向件垂直地對齊。

在一個發展中，垂直部件由可磁化材料製成。在這種情況下，緊固腳是磁性腳。該發展提供了如下優點：可以非常準確地將磁性腳緊固在垂直部件上的實際上任何期望位置處。

根據一個發展，該垂直部件構造為穿孔板，該穿孔板允許用螺絲連接緊固腳。例如，穿孔板中的孔設有螺紋，從而直接將緊固腳用螺絲連接在穿孔板中。替代地，將緊固腳的螺紋杆引導通過孔的一個並且通過螺母固定在相對端上。

在一個發展中，垂直部件構造為框架，該框架可關於水平線性導向件在水平部件上橫向地移動。由於該框架具有較大矩形間隙（這是作為其結構形式的結果），所以該發展使得開關機構的致動滑塊能夠尤其靈活的通過。

根據一個實施例，框架的至少一側（尤其是兩側）具有垂直導向件，緊固腳可在該垂直導向件上移動。這使得能夠無需用螺絲連接緊固腳並且能夠靈活地設置。

在一個發展中，緊固腳可通過手動位移在垂直導向件上移動。為此，緊固腳配備有操作員控制元件，尤其是按鈕。該裝置機械地或者電氣地設置為：當該操作員控制元件致動時，釋放緊固腳至框架的夾持並且釋放框架至水平部件的夾持。此外，該裝置機械地和/或電氣地設置為：當操作員控制元件再次致動或者該操作員控制元件放開時，將緊固腳夾持至框架並且將框架夾持至水平部件。

該發展提供如下優點：可以在單次操縱下將緊固腳靈活地設置在框架上的至少兩個維度中。操作員控制元件一方面使得能夠單手釋放垂直滑座和水平滑座在相應導向件上的夾持，並且另一方面使得能夠在手動地設置了期望位置之後擰緊夾持件。

根據一個實施例，水平部件具有線性驅動器，該線性驅動器設置為使框架水平地移動。框架具有至少一個垂直線性驅動器，該至少一個垂直線性驅動器設置為使緊固腳在垂直導向件上垂直地移動。此外，該裝置包括可編程控制器，取決於開關機構的類型，緊固腳可以通過激活該線性驅動器藉助該可編程控制器以自動化方式移動到預編程聯接位置中。

該實施例提供如下優點：緊固腳可以自動化方式移動到相應的要求聯接位置中。

在一個發展中，該裝置包括多個延伸框架，該延伸框架可以安裝在框架的左邊、右邊或者頂部，並且該延伸框架尤其預先安裝且能夠向後摺疊起來。

該裝置允許延伸框架靈活地在兩個維度上延伸。

根據一個實施例，該裝置包括電子顯示器，該電子顯示器直觀地表明多個聯接位置中的一個。該實施例幫助操作員找到正確的聯接位置。

在一個發展中，電子顯示器由LED形成，該LED在每個聯接位置處嵌入在垂直部件中。替代地，該電子顯示器由LED形成，該LED布置在垂直部件的至少兩個邊緣處以便使其直觀地表明聯接位置的坐標。作為第三替代方案，電子顯示器是投影系統、尤其是直線雷射器或者投影儀，該投影系統設置為將聯接位置投影到垂直部件上。該發展為操作員提供有利的定位幫助。

根據一個實施例，該裝置包括電路、尤其是電子存儲器，取決於開關機構的類型，可以從該電子存儲器檢索聯接位置。該裝置還包括電路或者計算單元，該電路或者計算單元設置為在開關機構類型的輸入之後激活電子顯示器以便使其顯示分配至開關機構類型的聯接位置。

該裝置安裝在測試臺上以便對開關機構進行測試。此外，該測試臺具有力產生器，該力產生器設置為在開關機構在測試臺上執行致動操作的同時向該開關機構施加反向力，由此，該測試臺設置為對開關機構產生的力進行設定和/或測試。該力產生器和該裝置機械地和電氣地獨立於彼此，從而可以在不影響測試臺或者力產生器的情況下藉助該裝置來定位緊固腳，從而可以將開關機構的測試滑塊的規定聯接位置設置在測試臺上。

該實施例使得能夠在測試臺上將裝置有利地用於開關機構。

在用於對開關機構進行測試的方法期間，該裝置安裝在測試臺上。該裝置基於待在測試臺上進行測試的開關機構的類型來確定開關機構的測試滑塊的規定聯接位置。將預先安裝在裝置上的緊固腳移動至規定聯接位置。替代地，將緊固腳安裝在裝置上的規定聯接位置處。隨後，該緊固腳連接至開關機構的測試滑塊。將開關機構的致動滑塊或者聯接至該開關機構的該致動滑塊的部件引導通過該裝置的垂直部件中的間隙。最後，在開關機構在測試臺上執行致動操作的同時，測試臺通過力產生器向開關機構施加反向力，其中，對開關機構產生的力進行設定和/或測試。

在此，當然也有利地對測試滑塊的功能及其高壓電阻進行測試。

該裝置可以用於使開關機構的測試滑塊適應於測試臺。

附圖說明

下文基於附圖對本發明的示例性實施例進行更加詳細地說明。在附圖中，為相同的或者在功能上相同的元件提供相同的名稱，除非另外指明。在附圖中：

圖1示出了用於對開關機構進行檢查測試的測試臺，試樣牢固地用螺絲連接在其上；

圖2示出了開關機構的與開關閘刀相互作用的測試滑塊和致動滑塊；

圖3A示出了測試臺的側視圖，該測試臺用於通過開關機構的測試滑塊的靈活適應件來對開關機構進行測試；

圖3B示出了來自圖3A的測試臺的平面圖；

圖3C示出了來自圖3A和圖3B的測試臺的正視圖，其看作是在裝置的水平處的截面，以用於測試滑塊的靈活適應件；

圖4A示出了穿孔板上的緊固腳的螺絲連接件；

圖4B示出了可磁化板上的磁性腳；

圖5A示出了用於開關機構的測試滑塊的靈活適應件的框架的正視圖；

圖5B示出了來自圖5A的框架的側視圖；

圖6A示出了用於開關機構的測試滑塊的適應件的緊固腳的側視圖；

圖6B示出了來自圖6A的緊固腳的平面圖；

圖6C示出了來自圖6A的緊固腳的正視圖，其看作是平面A中的截面；

圖6D示出了來自圖6A的緊固腳的正視圖，其看作是平面B中的截面；

圖7A示出了嵌入在板中並且表示適合聯接位置的LED；

圖7B示出了在板的邊緣處顯示出適合聯接位置的坐標的LED；

圖7C示出了直線雷射器在板上的投影十字；

圖8A示出了具有三個延伸框架的正視圖，該三個延伸框架將框架從圖5A和圖5B延伸；

圖8B示出了來自圖8A的處於摺疊狀態下的延伸框架的側視圖；

圖8C示出了圖8A的處於摺疊狀態下的延伸框架的平面圖。

在附圖中，為相同的或者在功能上相同的元件提供相同的名稱，除非另外指明。

具體實施方式

圖1示出了試樣1（在此為開關機構），該試樣1緊固在適配器板15上，該適配器板15用螺絲連接在測試臺2上。試樣1在力和移動方向11上驅動致動滑塊13。該致動滑塊13通過聯接點16聯接至力產生器14，從而能夠進行力測量12。在測試臺上的力產生器14是例如液壓或者電氣線性驅動器。

圖2示出了在某種程度上與其在軌跡上的使用相對應的開關機構1。開關機構1通過致動滑塊13來使開關閘刀4移動。在此，開關機構1的測試滑塊17確定開關閘刀4的實際位置。

圖3A示出了用於對開關機構1進行測試的測試臺2的側視圖。為了對開關機構1進行維修或者檢查測試，測試臺2上的力產生器14與開關機構1的致動滑塊13聯接。此外，開關機構1的測試滑塊17也意在包括在測試臺上的試樣中，從而不必僅在測試之後才安裝該測試滑塊17。由於測試滑塊17的位置根據開關機構1的型號發生變化，所以示例性實施例提供板41，該板41垂直地安裝在滑架43上，該滑架43又引導在導向件6上並且由線性軸7驅動。測試滑塊17藉助緊固腳5安裝在板41上。圖3A的側視圖在此示出了可以藉助通過線性軸7使滑架43在導向件6上移動來在其移動方向上自由地選擇測試滑塊17的聯接位置。

圖3B示出了來自圖3A的示例性實施例的平面圖。可以從圖3B中看到的是，也可以在針對滑架43的行進方向的水平正交方向上自由地選擇測試臺17在板41上的聯接位置。為此，僅僅需要將緊固腳5安裝在板41上的適合位置處。

圖3C示出了來自圖3A和圖3B的示例性實施例的正視圖，其看作是在板41的水平處的截面。板41具有間隙，力產生器14的延伸部（其與致動滑塊13聯接）非接觸式地引導通過該間隙。測試滑塊的緊固腳可以相當自由地定位在板41的整個表面積上。這也尤其使得緊固腳和測試滑塊能夠具有不同的垂直位置。

圖4A示出了用於將緊固腳5緊固在板41上的第一替代方案。在此，緊固腳5用螺絲連接到螺紋杆8上，該螺紋杆8插入通過板41（在此為穿孔板或者穿孔模板）並且藉助螺母固定在後側上。替代地，板41還可以具有螺紋孔，緊固腳5可以直接螺絲連接在該螺紋孔中。

圖4B示出了第二替代方案，其中，緊固腳5構造為磁性腳。磁性腳在此具有旋轉開關以便接通和切斷附接效果。適合的磁性腳已知有例如用於實驗室裝置或者用於金屬加工的磁性支架。

圖5A示出了用於測試滑塊的靈活適應件的其它示例性實施例。這再次是基於滑架43，該滑架43引導在導向件6上並且由線性軸7驅動。線性軸7使得能夠將滑架43自動地定位在測試滑塊的移動方向上。滑架43上的水平導向件44上安裝有框架42，該框架42可以在水平導向件44上相對於線性軸7的移動方向橫向地位移並且夾持。由於該框架42具有較大的矩形間隙，所以可以引導致動滑塊13或者其在測試臺2上的具有力產生器14的聯軸器非接觸式地通過框架42中的間隙。同時，確保了在框架42在水平導向件44上位移期間不存在與致動滑塊13的接觸。

在框架42的兩個側部零件上安裝有左側垂直導向件82和右側垂直導向件92。替代地，框架42的側部零件也可以本身形成為線性導向件。在左側垂直導向件82上安裝有左側適應件81，該左側適應件81可以在垂直方向上位移並且夾持。相應地在右側垂直導向件92上安裝有右側適應件91，該右側適應件91可以在垂直方向上位移並且夾持。該左側適應件81和該右側適應件91在此承擔前述示例性實施例的緊固腳的功能，即，其用於接納測試滑塊。框架42在導向件44上的水平移動自由度以及左側適應件81在左側垂直導向件82上的垂直移動自由度產生了左側適應區83，左側適應件81可以自由地定位在該左側適應區83內。相應地為右側適應件91產生的是右側適應區93，右側適應件91可以自由地定位在該右側適應區93中。根據開關機構的設計類型，將左側適應件81或者右側適應件91帶到所需的聯接位置中並且連接至開關機構的測試滑塊。

圖5B以側視圖示出了來自圖5A的示例性實施例。

代替針對本示例性實施例所描述的手動設置可能性，線性驅動器（其通過控制器以自動化方式激活以便採用預編程聯接位置）也可以相應地用於自動地為適應件81和適應件91以及框架42定位。

圖6A以側視圖詳細地示出了圖3A、圖3B、圖3C、圖4A和圖4B的緊固腳5以及來自圖5A和圖5B的左側適應件81和右側適應件91。緊固腳5在此配備有插座51，該插座51可以根據開關機構的類型進行不同地構造。在所示出的示例性實施例中，插座51具有螺栓52，該螺栓52用於固定測試滑塊。

圖6B示出了來自圖6A的示例性實施例的平面圖。插座51可相對於緊固腳5旋轉至少90°。

圖6C示出了來自圖6A的緊固腳的正視圖，其看作是在圖6A中示出的平面A中的截面。

圖6D示出了來自圖6A的緊固腳的另一正視圖，其看作是在圖6A中示出的平面B中的截面。

圖7A示出了來自圖3A、圖3B、圖3C、圖4A和圖4B的板41，LED 61嵌入在該板41中。照明LED 62向操作員表明用於為開關機構的測試滑塊安裝緊固腳的正確聯接位置。為此，將待測試的開關機構的類型輸入到例如計算機的用戶界面上。計算單元從存儲器取得板41上的分配至該類型的聯接位置並且激活LED 61，從而使得在該聯接位置處照明LED 62點亮。

圖7B示出了替代示例性實施例，其中，LED 61布置在板41的邊緣處。在此，照明LED 62表明緊固腳的正確聯接位置的坐標。為了促進定位，可以在板41中刻劃出作為線63的圖案的細線。

圖7C示出了可視地表明聯接位置的第三示例性實施例，其中，將直線雷射器的投影位置標記64（在此為十字）投影到板41上以便表明正確聯接位置。替代地，可以通過投影儀將對應的圖像投影到板41上。

圖8A示出了三個延伸框架45的正視圖，該三個延伸框架45使框架42橫向地和向上地延伸，如本文在圖5A和圖5B的語境下所說明的。如可以從圖8A中看到的，每個延伸框架45本身均配備有導向件和適應件以便插入測試滑塊。如果致動滑塊與測試滑塊之間的距離大於框架42的原始設計所設想的距離，則延伸框架45可以暫時地附接至框架42。然而，延伸框架45也可以預先安裝並且能夠向後摺疊起來，如圖8B的側視圖和圖8C的平面圖所顯示的。

原則上，在圖5A、圖5B、圖8A、圖8B和圖8C中示出的適應件81、適應件91有利地設有人體工學地附接的夾具，該夾具具有按鈕或者開關，該按鈕或者開關在按壓狀態下機械地或者電氣地釋放適應件81和適應件91至框架42或者至延伸框架45的夾持。此外，框架42在滑架上的夾持也通過這種方式釋放，從而可以在兩個維度上將適應件81、適應件91引導至測試滑塊的所需聯接位置中。為了對此進行補充，滑架在水平線性導向件上的夾持在此也可以釋放，從而可以在三個維度上將適應件81、適應件91引導至測試滑塊的所需連接位置中。當適應件的按鈕或者開關放開時，立即恢復夾持狀態，從而使適應件81、適應件91保持在所選擇的位置中。

然而，對應的移動也可以由電氣線性軸以自動化方式來執行。上述線性軸和線性驅動器是：例如，電氣或者液壓線性驅動器、線性電機或者線性致動器。這些線性軸的每個均可以由手動設置裝置來替換以便在相應線性導向件上進行位移和夾持。

上述導向件和線性導向件例如是線性滑動軸承、燕尾導向件、異形軌道導向件、或者保持架軌道導向件。

在圖3A、圖3B、圖3C、圖5A和圖5B中示出的線性軸7（其驅動滑架43）用於模擬開關閘刀在測試臺2上的移動。如下陳述涉及對應的示例性實施例。使用線性軸7執行的移動模擬由致動滑塊13引起的開關閘刀在軌跡上的橫向移動。該移動發生在致動滑塊13的移動時期內，但原則上獨立於致動滑塊13的移動。致動滑塊13的移動不僅用於使開關閘刀位移，而且提前釋放開關閘刀的鎖定（即是說使開關閘刀保持在相應端部位置處的元件）或者在到達端部位置之後關閉開關閘刀。因此，開關機構1的致動滑塊13的移動路徑長於開關閘刀的以及因此測試滑塊17的移動路徑。

測試滑塊17的位置僅在端部位置處進行評估，從而在測試臺2上時僅需確保已經將測試滑塊17帶到致動滑塊13前面的帶採用的端部位置處。線性軸7的激活可以構造為單獨的控制程序，該單獨的控制程序受到一般測試程序的喚起並且然後將測試滑塊17移動到預定義的其它端部位置中。替代地，線性軸7的移動可以由測試程序直接控制。

為了執行控制程序和/或測試程序，測試臺2具有至少一個適合的控制單元，例如，可編程控制器、微處理器、或者電氣或者電子電路。

儘管已經通過示例性實施例更加具體地詳細地示出和描述了本發明，但本發明不受所公開的示例的限制，並且在不背離本發明的保護範圍的條件下，本領域的技術人員可以從這些示例中推導出其它變型。所描述的示例性實施例、變型、實施例和發展可以自由地彼此組合。