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Schaltungsanordnung für Warnsignal bei Wegilbersetzungen in Schienenhöhe.
Warnsignalanlagen bezwecken Fussgänger und Fahrzeugführer beim Herannahen eines Zuges durch geeignete Signale vor dem Überqueren des Bahnkörpers zu warnen und werden vom Zuge mittels
Kontaktgebung in der für die Fahrtrichtung des Zuges sinngemässen Weise betätigt. Sie bestehen aus
Stromquellen, Blinkern, Warneinriehtungen, Schaltern, Umschalter, Relais, Überwachungseinrichtungen und den nötigen leitenden Verbindungen und Kontaktgeber. Durch Zusammenwirken dieser Ein- richtungen wird ein Stromkreis zur Betätigung der Warneinriehtungen zeitweise geschlossen und wieder unterbrochen.
Der Umstand, dass es wünschenswert ist, die Vollständigkeit jener Leitungen, welche die Ein- schaltung der Warneinrichtung beordern, ständig zu überwachen und bei Bruch oder aus anderen Gründen erfolgtes Stromloswerden dieser Leitungen die Warnstellung der Anlage herbeizuführen, wobei dieser
Umstand den Nachbardienststellen zum Zwecke der Verständigung der Zugmannsehaften und in weitester
Hinsicht diesen durch geeignete Signale unmittelbar zur Kenntnis gebracht wird, führte zum Entwurf der nachstehend beschriebenen Schaltungsanordnungen, bei welchen jene Leitungen, die das Einschalten des Stromes für die Warneinrichtungen besorgen, ständig stromdurchflossen sind.
In Fig. 1 sehen wir einen Schalter S abgebildet, dessen Anker s unter dem Einfluss der über ihm angeordneten Wicklung ho (= Haltewicklung oben) hochgehalten wird, so dass die Kontaktstelle 1-2 unterbrochen ist. Die Wicklung ho wird über einen Widerstand w von der Stromquelle A gespeist ; vor der Wicklung ist der Kontakt e (= Einschaltkontakt) so eingelegt, dass er mit je einem Kontaktelement in einer Leitung liegt. Schliesst man den Kontakt, erhält die Wicklung ho keinen Strom mehr, der Anker s fällt ab und verbindet die Kontaktstellen 1 und 2, der Widerstand w wird bei richtigem Verhältnis seines
Widerstandes zu dem der Wicklung ho von einem Vielfachen des früheren Stromes durchflossen.
In der Fig. 2 ist dieser Widerstand als Wicklung a (= Abreisswicklung) unter den Anker s gelegt.
Unter der Wirkung dieser Wicklung wird beim Schliessen des Kontaktes e der Anker nach unten gerissen, während die Wicklung ho stromlos wird.
In der Fig. 3 ist vor den Kontakt e die Wicklung r (= Remanenzwicklung) in den Stromkreis geschaltet, welche bei Grundstellung des Schalters S fast gar nicht wirkt. Die Wirkung dieser Wicklung, welche die Wirkung der Wicklung ho schwächt, kommt erst bei Schliessen des Kontaktes e zur Geltung, sie vernichtet jetzt die beim Stromloswerden der Wicklung ho in deren Eisenkern übrigbleibende Remanenz.
Die Wicklung a, welche immer stromdurchflossen bleibt, hält nun den Anker s, wenn er abgefallen ist, in der tiefen Lage fest.
Diese Wirkung wird durch die in Fig. 4 ersichtliche Wicklung hu (= Haltewieklung unten), welche nach Abfallen des Ankers s von einer zweiten Stromquelle B über den nun bestehenden Kontakt 1, s, 2 gespeist wird, verstärkt. Ihre Wirkung wird beim Hochgehen des Ankers s aufgehoben.
In der Fig. 5 sind ausser den aus Fig. 4 zu ersehenden Einrichtungen jene abgebildet, welche zum
Heben des Ankers s dienen, es sind dies die Wicklungen u (= unterstützende Wicklung) und h (= Hub- wicklung), welche von der Kontaktstelle 2 aus über den Kontakt a (= Ausschaltkontakt) zur Strom- quelle B führen und ein auf den Eisenkern des oberen Wicklungssatzes aufgesetzter starker Kupferring Cu.
Die Wicklung u wirkt den Wicklungen a und hu entgegen, unterstützt also das Heben des Ankers s, während die Wicklung h in gleichem Sinne wie die Wicklung ho wirkt. Wird nun der Kontakt a geschlossen, entsteht ein Stromkreis vom Pluspol der Stromquelle B über 1, s, 2, die Wicklung u, die Wicklung h und den Kontakt a zum Minuspol von B. Der Anker s wird in die Höhe gerissen.
Nachdem schon am
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Beginne des Hubes der Kontakt 1, s, 2 unterbrochen wird, der Stromstoss also zu kurz ist, um den Anker s durch die Wirkung der Wicklung h zu heben, ist auf dem Eisenkern des oberen Wicklungssatzes der starke Kupferring Cu angebracht, welcher das Verschwinden des durch die Wirkung der Wicklung h hervorgerufenen starken magnetischen Feldes genügend lang verzögert, so dass der Anker 8 von dem durch den durch die Wicklung ko fliessenden Ruhestrom erzeugten Feld sicher gefangen und gehalten wird.
In der Folge seien z. B. drei Ausführungsarten der im Titel angeführten Schaltungsanordnungen unter Verwendung des Schalters S geschildert.
Fig. 6 zeigt eine Warnsignalanlage für eine zweigleisige Bahn. Die Anlage besteht aus den beiden
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wachungsstelle 2, das ist ein Magnettelephon MT2, ferner aus den nötigen leitenden Verbindungen.
Das Differenzialrelais besitzt zwei Wicklungen, eine Stromwicklung, welche vom Strom für die Warnlampen WL durchflossen wird und eine dieser entgegenwirkende Spannungswicklung. Die beiden Wicklungen halten sich bei Intaktsein der Warnlampen die Waage, brennt jedoch eine Warnlampe durch, wird die Wirkung der Stromwicklung schwächer als die der Spannungswicklung, das Differenzialrelais DR zieht seinen Anker an und schaltet das Summerrelais SR ein. Die Sekundärwicklung dieses Relais liegt einerseits an Erde, anderseits über einen Kondensator an der durchlaufenden Telegraphenleitung TL, über welche die mit einer Klemme über einen Kondensator an dieser, mit der andern an Erde liegenden Magnettelephone MT1 und MT2 der Überwachungsstellen ÜSt1 und ÜSt2 zum Ertönen gebracht werden, womit die Untauglichkeit der Anlage angezeigt wird.
Die beiden Überwachungsrelais ÜR1 und ÜR2 liegen im Haltestromkreis der Anker 81 und 82 der Schalter S, und 8,. Werden die Einschaltleitungen
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der Blinkeinrichtung Bl zu melden. Ist die Anlage aus irgendeinem Grunde nicht in die Grundstellung gekommen, kann sie mittels der Rückstelltaste RT in der Übarwachungsstelle 1, Üi und des Rück-
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6-7, 8-9, ho, 10-11, 12-RL, A- und analog in der andern Hälfte der Anlage. Angenommen, es führe ein Zug von links nach rechts.
Der Kontakt 11. wird betätigt : Der angeführte Stromweg erfährt folgende Änderung : A+, 1, ÜKi, 2-3, r, 4-5, a, 6-7, 12-RL, A-, d. h. nach dem zu den Fig. 1-5 Gesagten fällt der Ankers, ab.
Dadurch entstehen die Stromkreise : B+, 13, Si, 14-15, DR, 16-Tp-WL-Bl, B-und B+, 13, Si, 14-20, hu, 21, B-, über ersteren fliesst der Strom zu den Warneinrichtungen, über letzteren jener Strom, welcher die Wirkung von a verstärkt, d. h. den Anker Si in der tiefen Lage festhält.
Blinkstromüberwachung : Ts, 17-K-ÜL-W-K-RL-13, s1, 14-15, DR, 16-18, Ts.
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telephone. Durch das Abfallen des Ankers 81 ist aber auch der Ausschaltkontakt a1 unter Spannung gesetzt worden, wodurch die Ausschaltung der Anlage vorbereitet wurde.
Der Kontakt a1 wird betätigt : Dadurch entsteht folgender Stromweg : B+, 13, s, 14-22, M, 23-24, h1 25-26, 27, B-, der Anker s wird nach dem zu Fig. 5 Gesagten gehoben, wodurch alle von 81 geschlossen gewesenen Stromkreise unterbrochen werden, die Anlage ist wieder in der Grundstellung.
Rückstellung : Ist die Anlage durch ein Fahrzeug (Bahnwagen) wohl eingeschaltet, aber nicht mehr ausgeschaltet worden, ist in der Überwachungsstelle 1, USt1, die Rückstelltaste zu betätigen, wodurch folgender Stromlauf entsteht : B+, 13, s1, 14-39, RR, 40-ÜL-41, RT, 42-RL, B-, das Rückstell- relais RR zieht seinen Anker an und es ergibt sich daraus folgender Stromkreis : B+, 13, s"14-22, u, 23-24, h, 25-43, 44, B-, der Anker 81 wird gehoben und unterbricht dabei den Stromkreis.
Stromloswerden der Einschaltleitungen : Reisst z. B. eine Einschaltleitung für den linken Teil der Anlage, fällt der Anker u1 des Überwachungsrelais ÜR1 ab und schliesst folgenden Stromkreis :
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ausserdem fällt aber auch der Anker Si ab, wodurch die Anlage die Warnstellung annimmt.
In analoger Weise arbeitet der rechte Teil der Anlage in Verbindung mit den beiden Hälften gemeinsamen Einrichtungen.
Die Fig. 7 zeigt eine Warnsignalanlage für eine eingleisige Bahn. Die Anlage besteht aus den beiden Stromquellen A und B, welche denselben Zwecken dienen wie bei der Anlage für eine zweigleisige
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Bahn, den Überwachungsrelais ÜR1 und ÜR2, dem Schalter S, dem Differenzialrelais DR, dem Summerrelais SR, dem Rückstellrelais RR, den Warnlampen WL, dem Transformator Tp, Ts, dem Blinker Bl, den Überwachungseinrichtungen in den Überwachungsstellen ÜStl und ÜSt2, welche die gleichen wie
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Relais M2 derart verriegelt wird, dass ein einmaliges Anziehen und Wiederloslassen des letztgenannten Ankers notwendig ist, damit der Anker ml in die Grundstellung zurückkehren kann.
Ausserdem sind noch die Kontaktgeber el als Einsehaltkontakt für die Fahrt von links nach rechts, e2 als Einschaltkontakt für die Fahrt von rechts nach links und a als Ausschaltkontakt, für beide Fahrtrichtungen vorhanden.
Wirkungsweise : Angenommen es führe ein Zug von links nach rechts.
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stromstösse durch das Arbeiten des Blinkers erfolgen nach : Ts-29-K-UL-W-K-RL-B-30-Ts, Beim Stromschluss für die Warnlampen erhält auch die Spannungswicklung des Differenzialrelais Strom über B+, 19, s, 20-60, DR, 61, B-.
Der Kontakt a wird betätigt : Es entsteht folgender Stromkreis : B+, 19, s, 20-33, 34-35-36, Mi, 37-38, 39, B-, das Relais Mi zieht seinen Anker m, an, welcher mit dem Ansatz in der Hemmung des Tankers mi des Relais M2, u. zw. im oberen Zahn verriegelt wird. Durch das Kippen der Quecksilberschaltröhre nach rechts wird der durch Betätigung des Kontaktes a geschlossene Stromkreis unterbrochen,
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nicht in der Grundstellung befindet,
Durch das Heben des Ankers s werden alle von diesem geschlossen gewesenen Stromkreise unterbrochen.
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abfallen, wenn ihn der durch ml über 40, 41 eingeschaltete Hubstrom nicht halten würde.
Durch Anwachsen der Stromstärke im Relais M2 wird dessen Anker m2 angezogen, wodurch der Ansatz des Ankers m vom oberen auf den unteren Zahn der Hemmung des Ankers m2 fällt, der Kontakt 40, 41 bleibt jedoch noch geschlossen. Nachdem der Kontakt e2 (el) vom Zuge verlassen wurde, fällt der Ruhestrom im Relais M2 auf seinen normalen Wert, der Anker fällt ab, entriegelt den Anker ml gänzlich, worauf dieser in die Grundstellung zurückkehrt. Die Kontakte 40, 41 werden durch Fliessen des Quecksilbers nach links geöffnet, die Kontakte 34 und 35 werden geschlossen. Mit dem Öffnen von 40, 41 wird der Hubstrom und der Strom über das Überwachungsrelais ÜR2, dessen Anker abfällt und daher das Summerrelais SR abschaltet, unterbrochen.
Der Anker s des Schalters S kann jedoch durch die Unterbrechung des Hubstromes nicht abfallen, da im Augenblick der Unterbrechung die Wicklung ho schon vom Grundstellungsruhestrom durchflossen wird.
Brennt in der Warnstellung der Anlage eine Warnlampe WL durch, wird die Stromwicklung des Differenzialrelais DR schwächer als die Spannungswieklung, welche nach : B+, 19, s, 20-60, DR, 61-25, Bl, 26, B-Strom erhält, wodurch das Differenzialrelais seinen Anker anzieht und das Summerrelais SR einschaltet : B+, 62, 63-52, 53-54, SR, 55, B-, wodurch wieder die Magnettelephone in den beiden Überwachungsstellen ÜSt1 und ÜSt2 zum Ertönen gebracht werden.
Rückstellung : Ist die Anlage durch ein Fahrzeug (Bahnwagen) wohl eingeschaltet aber nicht mehr ausgeschaltet worden, ist sie mittels der in der Überwachungsstelle ÜSI, angebrachten Rüekstell- taste RT in die Grundstellung zu bringen. Es entsteht folgender Stromlauf : B+ 32, RR, 31-iL-64, RT, 65-RL, B-, das Rückstellrelais RR zieht seinen Anker an, dieser schliesst einerseits den Stromkreis
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an und schaltet das Summerrelais SR ein ; Mit dem Heben des Ankers s wird die Haltewicklung des Rückstellrelais RR unterbrochen ; jetzt erst kann der Anker dieses Relais abfallen, wodurch auch der Strom über die zweite Wicklung des Relais M2 unterbrochen wird.
Daher fällt der Anker m2 dieses Relais ab, gibt den Anker m1 frei, welch letzterer in die Grundstellung zurückkehrt.
Das Rückstellrelais RR hält also auch bei zu kurzer Betätigung der Rückstelltaste RT seinen Anker so lange fest und die zur Herstellung der Grundstellung notwendigen Stromkreise solange geschlossen, bis die zur Herstellung der Grundstellung notwendigen Schaltungen und Bewegungen vollzogen sind.
Mit dem Abfallen des Ankers wird das Überwachungsrelais ÜR2 und durch dieses das Summerrelais SR abgeschaltet.
Stromloswerden der Einschaltleitungen:Reisst eine Einschaltleitung, so fällt der Anker ü1 des Überwachungsrelais ÜR1 ab und schliesst folgenden Stromkreis : B+, 46, ü1, 47-48, ÜR2, 49, B-, das Überwachungsrelais ÜR2 zieht seinen Anker an und schaltet das Summerrelais SR ein, wodurch die Magnettelephone zum Ertönen gebracht werden. Es fällt aber auch der Anker s des Schalters S ab und ruft dadurch die Warnstellung der Anlage hervor.
Fig. 8 stellt eine Warnsignalanlage für zweigleisige Bahnen vor. Die Anlage arbeitet normal mit Wechselstrom aus einem Lichtnetz und wird bei Aussetzen des Netzstromes selbsttätig auf Batteriebetrieb umgeschaltet. Bei Wiedereinsetzen der Netzspannung schaltet sich die Anlage selbsttätig wieder an das Netz an.
Als normale Stromquelle dient der Transformator Tu, dessen primäre Wicklung am Netz liegt und dessen sekundäre Wicklung einerseits zur Lieferung von Strom niederer Spannung für Betätigung der Schalter S1 und S2, anderseits von Strom höherer Spannung zur Speisung der Warnlampen, von denen zwei Gruppen, eine für Wechselstrom-WLw, die andere für Gleichstrombetrieb WLg vorhanden sind und der beiden Tageslichtsignale Sg1 und Su2, welche den Zugmannschaften unmittelbar den Umstand, dass die Anlage nicht in Ordnung ist, zur Kenntnis bringen, dient.
An weiteren Einrichtungen sind vorhanden : die beiden Schalter S1 und S2, welche weder Remanenzwicklung noch Kupferring besitzen, das Wechselstromrelais Mi, welches zwei auf dem Anker ni angebrachte Quecksilberschaltröhren besitzt, das Relais M2 mit einer Quecksilberschaltröhre auf dem Anker m2, das Signalrelais SgR, der Transformator T2 mit je einer Primärwicklung für Wechselstrom Tpw und für Gleichstrom Tpg und der Sekundärwicklung Ts zur Betätigung des Weckers W in der Überwachungsstelle ÜSt1,
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Verbindungen.
Wirkungsweise bei Wechselstrombetrieb : Das Relais M1 bekommt aus dem grösseren Teil der Sekundärwicklung des Transformators Ti o-y Strom und hält seinen Anker m1 angezogen. Die Batterie B, deren Minuspol mit o verbunden ist, ist an der oberen Schaltröhre des Ankers m1 unterbrochen, jedoch werden die Überwachungseinrichtungen von der Batterie mit Strom versorgt. In der Grundstellung der Anlage fliesst Wechselstrom nach : x-1,2-3, ÜR1, 4-5, a, 6-7, 8-9, ho, 10-11, 12-RL-0 und analog in der rechten Hälfte der Anlage. Die Anker Mi und Si sowie Mg und s2 werden hochgehalten.
Der Kontakt e1 wird betätigt : Der genannte Stromkreis wird folgendermassen verändert : x-1, 2-3, ÜR1, 4-5, a, 6-7, 12-RL-0, der Anker Si fällt ab und schliesst 1. den Strom für die Warnlampen WLw : 0-13, s1, 14-Bl-16, DRw, 15-Tow-WLw-y ; 2. den Strom für die untere Haltewicklung : 0-13, s1, 14-17, hu, 18-2, 1-x ; 3. den Strom für die Spannungswicklung des Differenzialrelais R2: 0-13, s1, 14-Bl-16, DRw, 19-y und 4. den Strom für das Relais M2 : 0-13, su, 14-20, Ms, 21-2, 1-x. Die Anlage ist somit in der Warnstellung.
Das Relais M2 zieht seinen Anker an, kippt
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Rückstellung : Ist die Anlage von einem Fahrzeug (B. 1hnwagen) wohl eingeschaltet aber nicht ausgeschaltet worden, ist sie mittels der in der Überwachungsstelle ÜSt1 angebrachten Rückstelltaste
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in die Grundstellung zu bringen. Es entsteht folgender Stromlauf : B+, 52, RR, 53-ÜL-31, RT, 32-RL, B-. Das Rüekstellrelais RR zieht seinen Anker an und schliesst den Stromkreis : a-, 2-55,
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werden gehoben und damit die Grundstellung der Anlage hergestellt.
Stromloswerden der Einschaltleitungen : Reisst z. B. eine Einschaltleitung des Schalters Si, fallen
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des Überwachungsrelais ÜR1 folgenden Stromkreis ein : B-, 50, ü1, 51-36, SgR, 37, B+, damit werden wie früher die Signale Sgl und Sg2 und das Summerrelais SR eingeschaltet.
Aussetzen des Netzstromes : Setzt der Netzstrom aus, wird das Relais Mi stromlos, lässt seinen Anker m1 los, die obere Queeksilberschaltröhre schaltet die Batterie B an die Anlage, die untere Schaltröhre schaltet das Ende x des Transformators T\ ab und legt dafür die Batterie an. Die vier Anker Si, s2, Mi und mu fallen ab, die Anker Mi und ü2 werden sobald die Einsehaltleitungen wieder stromdurchflossen sind, gehoben, die in der Warnstellung befindliche Anlage muss rückgestellt werden.
Wirkungsweise bei Gleichstrombetrieb : In der Grundstellung fliesst Strom nach : B+, 58, 59-3, ÜR1, 4-5, a, 6-7, 8-9, ho, 10-11, 12-RL, B-. Alle weiteren Vorgänge vollziehen sich wie beim Wechselstrombetrieb, nur dass statt der Warnlampen für Wechselstrombetrieb OLIV jetzt jene für Gleichstrombetrieb WLg und statt des Differenzialrelais für Wechselstrom DRw jenes für Gleichstrom DRg treten. Die Lichtsignale Sgl und Sg2 bekommen von der Batterie keinen Strom.
Wiedereinsetzen der Netzspannung : Setzt der Netzstrom wieder ein, bekommt das Relais Mi wieder Strom und schaltet selbsttätig auf Wechselstrombetrieb um. Während des Umschaltens fallen
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liche Anlage muss rückgestellt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung für Warnsignalanlagen bei Übersetzungen in Schienenhöhe, welche beim Herannahen eines Zuges einen Strom zur Betätigung von Warneinrichtungen einschalten, um Fussgänger und Fahrzeugführer vor dem Überqueren des Bahnkörpers zu warnen und diesen Strom bei oder nach Passieren des Zuges wieder abschalten, gekennzeichnet durch einen durch Ruhestrom betätigten Schalter (S, SI'S2), welcher in der eingeschalteten Stellung den Strom zur Betätigung der Warneinrichtungen schliesst, und durch eine Wicklung (ho) in der ausgeschalteten Stellung gehalten wird, bis sie
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vor die Kontaktgeber (el, e2) geschaltete, unter dem Anker (s, Si, s) liegende Wicklung (a.
J von einem Vielfachen der normalen Stromstärke durchflossen wird.