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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Stellen und Überwachen einer Weiche mit mehreren Drehstrom-Weichenantrieben, von denen mindestens einer aus einer Weichengruppe heraus steuer- und überwachbar ist, wobei in oder an die Adern zum Antriebsmotor dieses Weichenantriebes Sensoren geschaltet sind, die beim Anlaufen des Antriebsmotors in der einen bzw. anderen Richtung mindestens mittelbar mindestens einen der weiteren Antriebsmotore in gleicher Drehrichtung wie den aus der Weichengruppe gespeisten Antriebsmotor anschalten, und wobei der Speisekreis des mindestens einen aus der Weichengruppe gespeisten Antriebsmotors ausser über die Antriebskontakte zum Erfassen seiner jeweiligen Antriebskontakte auch mindestens mittelbar über entsprechende Lagekontakte aller weiteren Weichenantriebe und ggf.
über Kontakte von Endlageprüfern geführt ist, und wobei in der Weichengruppe ein Melder auf das Zustandekommen eines über diese Kontakte geführten Überwachungsstromkreises den Stellstromkreis des aus der Weichengruppe gespeisten Antriebsmotors unterbricht und damit die angeschalteten Steller mindestens mittelbar stromlos schaltet.
In der nicht veröffentlichten DE 198 19 162 ist eine Weiche mit mehreren verteilt über die Weichenzungen und das Herzstück angreifenden Antrieben beschrieben, die aus zwei Weichengruppen heraus gesteuert und überwacht werden. Die Antriebsmotore werden dabei zur Begrenzung der Stromaufnahme jeweils kaskadenförmig angeschaltet; ihren Stellstrom beziehen sie aus der Weichengruppe, aus der sie gesteuert werden. Die Leistungsaufnahme üblicher Weichengruppen ist begrenzt ; ergibt sich, dass aus ihr auch eine bestimmte Anzahl von Weichenantrieben mit Energie versorgt werden können. Für Weichen mit einer grossen Anzahl von Stellantrieben, wie z.B.
Schnellfahrweichen, muss deshalb eine entsprechend grössere Anzahl von Weichengruppen zur Verfügung gestellt werden, die in geeigneter Weise zu synchronisieren sind. Hierzu bedarf es einer gesonderten Anpassung sowohl hinsichtlich der Speisung der Antriebsmotore wie auch der Überwachung der einzelnen Antriebe; solche Anpassungen laufen aber dem Wunsch entgegen, Schnellfahrweichen mit einer Vielzahl von Antrieben stellwerkseitig in gleicher Weise zu behandeln wie eine Weiche mit nur einem einzigen Antrieb.
Aus der DE 36 08 878 A1 ist eine Schaltung zum zentralen Steuern und Überwachen einer Weiche mit mehreren Antrieben bekannt, bei der eine Weichengruppe auf eine Antriebsnachbildung speist. Phasenfolgeprüfer bestimmen dabei die Phasenlage der auf die Adern zur Antriebsnachbildung geschalteten Spannungen und bestimmen daraus die Drehrichtung, in der die Weiche umlaufen soll. Die Phasenfolgeprüfer bewirken über eine Steuereinheit das Anschalten der Weichenantriebe, wobei die Antriebe ihre Stellenergie aus einer gesonderten Netzeinspeisung vor Ort beziehen. Die einzelnen Antriebe werden zeitgleich angeschaltet und laufen gemeinsam um ; können prinzipiell beliebig viele Antriebe geschaltet werden. Die Stromaufnahme der Antriebe ist mindestens bei einer grösseren Anzahl von Antrieben erheblich.
Weiters ist in der DE 297 13 060 U1 eine Schaltung zum Stellen und Überwachen von mehreren Weichenantrieben für die Weichenzungen und das bewegliche Herzstück einer elektrischen Weiche angegeben. Es sind dabei z. B. zwei Weichengruppen vorgesehen, mit denen eine unabhängige Steuerung und Überwachung der Weichenzungen und des Herzstückes bzw. der zugehörigen Weichenantriebe vorgenommen werden kann. Neben einem direkt aus der Weichengruppe gespeisten Weichenantrieb sind jeweils weitere Weichenantriebe angeordnet, deren Anschalten über zugeordnete Stellelemente durch einen Sensor erfolgt, sobald dieser eine Aktivierung des direkt gespeisten Weichenantriebs feststellt. Dieser Sensor ist in der DE 297 13 060 U1 als Transformator realisiert, dessen Primärwicklungen in die Antriebs-Zuleitungen des direkt gespeisten Weichenantriebs geschaltet sind.
Ein über den Sensor gesteuertes Relais bewirkt die Anschaltung zumindest eines weiteren Weichenantriebs.
Der Speisekreis des direkt aus der Weichengruppe gespeisten Weichenantriebs ist über Lagekontakte P/1 und P/2 der weiteren Weichenantriebe geführt, und es ist ein Melder vorgesehen, der bei Erkennen der Antriebsendlage aller Weichenantriebe den Stellstromkreis des direkt gespeisten Weichenantriebs unterbricht.
Die Speisung der weiteren Weichenantriebe erfolgt dabei nicht aus einer separaten Netzeinspeisung, sondern wie in Fig. 4 dieser Druckschrift erkennbar ist, aus derselben Wechselspannungsquelle, wie sie zur Versorgung des direkt gespeisten Weichenantriebs dient. Auf Seite 10 der DE 297 13 060 U1 ist zwar von einer zusätzlichen Stromversorgung SV die Rede, diese wird aber vor Ort (Fig.3 dieser Druckschrift) mit den Zuleitungen aller Weichenantriebe verbunden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine eingangs genannte Schaltung so weiterzubilden, dass mit ihr aus einer einzigen Weichengruppe heraus eine Vielzahl von DrehstromWeichenantrieben ohne Überlastung der Weichengruppe steuerbar ist, insbesondere, dass die Störsicherheit der Versorgung der weiteren Antriebsmotore, die beim Anlaufen des Antriebsmotors angeschaltet werden, erhöht wird.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Speisung dieses einen der weiteren Antriebsmotore aus einer separaten Netzeinspeisung erfolgt, und dass die Steller zum Schalten dieses einen der weiteren Antriebsmotore bei ihrem Ansprechen ferner entsprechende Steller zum Schalten mindestens eines weiteren Antriebsmotors an die separate Netzeinspeisung anschalten und so fort, bis schliesslich alle Antriebsmotore angeschaltet sind.
Demnach wird mindestens einer der Antriebsmotore, vorzugsweise der, der den grössten Stellhub auszuführen hat, aus einer Weichengruppe heraus direkt gespeist, während die Energieversorgung der übrigen Antriebsmotore aus einer separaten Netzeinspeisung erfolgt, an die die Antriebe über Antriebsschaltungen zeitlich versetzt angeschaltet werden ; es ist eine gemeinsame Überwachung sämtlicher Weichenantriebe der Weiche vorgesehen.
Auf diese Weise kann die Sicherheit bei der Umsteuerung der zu stellenden Weiche insofern erhöht werden, als der jeweils direkt gespeiste Weichenantrieb weiterhin von der zugehörigen Weichengruppe aus versorgt wird, während die weiteren Weichenantriebe separat gespeist werden, wodurch gewährleistet ist, dass einerseits die Strombelastung der zugehörigen Weichengruppe gering gehalten wird, die Ansteuerung des direkten Weichenantriebs aber mit hoher Zuverlässigkeit nur über die Weichengruppe selbst vorgenommen werden kann, sodass die Wahrscheinlichkeit einer Störansteuerung relativ gering ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemässen Schaltung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anspruch 2 macht das Anschalten bestimmter weiterer Antriebe vom Ablauf einer vorgegebenen Mindestzeitspanne seit Beginn des Weichenumlaufes abhängig. Damit soll erreicht werden, dass diese Antriebe erst anlaufen können, nachdem bestimmte Voraussetzungen zuverlässig erfüllt sind. So sollen insbesondere die dem Herzstück der Weiche zugeordneten Antriebe erst dann anlaufen können, wenn sichergestellt ist, dass der zugehörige Herzstückniederhalter gelöst ist. Für den Fall, dass die Summe der Verzögerungszeiten beim Anlaufen der früher anschaltbaren Antriebe kleiner ist als die zum Lösen des Niederhalters erforderliche Zeitspanne, wird die Anschaltung der Herzstück-Antriebe über die Verzögerung solange ausgesetzt bis der Niederhalter zuverlässig gelöst ist.
Die Merkmale des Anspruches 3 betreffen die drehrichtungsabhängige Auskopplung von Steuerpotentialen aus den Speisestromkreisen des direkt gespeisten Antriebes und die folgeabhängige Anschaltung mindestens eines weiteren Antriebs in gleicher Drehrichtung.
Die Schaltmittel zum drehrichtungsabhängigem Anschalten eines separat gespeisten Antriebes sowie zur Vorgabe der jeweiligen Drehrichtung sind im Anspruch 4 angegeben ; Verwendung eines bistabilen Relais für die Vorgabe der jeweiligen Drehrichtung gewährleistet dabei eine eindeutige Drehrichtungsvorgabe für den jeweils betrachteten Antrieb.
Anspruch 5 bezieht sich auf die Generierung eines Steuerkennzeichens, welches das An- und das Umlaufen der Weichenantriebe anzeigt und das Reversieren der Antriebe veranlasst, wenn nicht alle Antriebe innerhalb einer vorgegebenen Umstellzeit die neue Endlage erreichen.
Gemäss Anspruch 6 sind in die Speisekreise der Anschaltrelais neben eigenen Kontakten auch Kontakte anderer Relais geschaltet; über diese Kontakte wird beim Anschalten eines Anschaltrelais die Grundstellung eines der jeweils anderen Drehrichtung zugeordneten Anschaltrelais überprüft ; ferner wird das Abschalten des jeweils angeschalteten Anschaltrelais herbeigeführt, nachdem der jeweilige Anschaltauftrag übernommen und die Drehrichtung des Antriebes festgelegt worden sind.
Gemäss Anspruch 7 sind in den Anschaltstromkreis der Wicklungen des bistabilen Relais u. a.
Öffnerkontakte von Weichenlageüberwachern geschaltet. Diese stellen sicher, dass bei rechts- überwachter Endlage der Weiche nur ein Stellbefehl nach links und bei linksüberwachter Endlage nur ein Stellbefehl nach rechts an die weiteren Antriebe ausgegeben werden kann.
Nach der Lehre des Anspruches 8 soll das Melderelais zum Erkennen des Weichenumlaufes dazu verwendet sein, eine Zeitmessung zur Begrenzung der Umstellzeit in Gang zu setzen ;
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beiAblauf einer vorgegebenen maximalen Umstellzeit werden die Antriebe durch Reversieren zurück- gestellt.
Werden zum Umsteuern einer Weiche mehrere Weichenantriebe verwendet, so werden die Stellkräfte auf die einzelnen Antriebe aufgeteilt ; Antrieb hat dann beim Umstellen der Weiche nur einen Bruchteil der Stelleistung aufzubringen, für die der Weichenantrieb ausgelegt ist. Aus diesem Grunde sollen die Antriebe nach der Lehre des Anspruches 9 aus der separaten Netzeinspeisung mit gegenüber der Nennspannung der Antriebsmotore verminderter Spannung betrieben werden. Dies schont zum einen die Antriebe und entlastet zum anderen die Stromversorgungseinrichtung der separaten Netzeinspeisung.
Nach der Lehre des Anspruches 10 ist vorgesehen, dass bei Weichen mit beweglichen Herzstücken der Herzstückniederhalter bereits mit dem Anlaufen des aus der Weichengruppe gesteuerten Antriebes gelöst wird, so dass das Herzstück durch die anschliessend anschaltbaren Antriebsmotore nicht gegen die Kraft des Niederhalters bewegt werden muss.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Anspruches 11 sollen die Steller die Wicklungen der Antriebsmotore allpolig schalten. Dadurch soll verhindert werden, dass ein Motor anlaufen kann, nur weil eine seiner Zuleitungen störungsbedingt Kontakt hat zu einer anderen potentialführenden Leitung.
Für die gemeinsame Überwachung der Weiche ist nach der Lehre des Anspruches 12 ein gemeinsamer Überwachungsstromkreis vorgesehen, der sich über die Adern des aus der Weichengruppe direkt gespeisten Antriebes schliesst und ausser über dessen Antriebskontakte mindestens mittelbar über die Antriebskontakte der weiteren Weichenantriebe und ggf. über Kontakte von Endlagenprüfern geführt ist. Die resultierende Überwachungsmeldung integriert die Einzelüberwachungsmeldungen aller verstellbaren bzw. von der Weiche bewegten Weichenelemente.
Diese Antriebskontakte können nach der Lehre des Anspruches 13 durch Kontakte von Sammel-Lagerelais dargestellte sein, die durch Lagerelais der einzelnen Antriebe gesteuert werden und nur dann das Zustandekommen des Überwachungsstromkreise bewerkstelligen, wenn alle Einzelantriebe die jeweils vorgegebene Endlage erreicht haben.
Nach der Lehre des Anspruches 14 soll der Überwachungsstromkreis ferner einen oder mehrere Kontakte aufweisen, welche das Zustandekommen des Überwachungsstromkreises davon abhängig machen, dass nicht betriebsmässig funktionsgeprüfte Relais einer Grundstellungsprüfung unterzogen sind.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in
Figur 1 eine schematische Darstellung der Schaltung zum Steuern einer Weiche mit mehreren
Weichenantrieben, in
Figur 2 den Überwachungsstromkreis eines aus einer Weichengruppe gespeisten Antriebes in der Rechtslage, in
Figur 3 den Anlaufstromkreis dieses Weichenantriebes in einer ersten Phase, in
Figur 4 den Anlaufstromkreis dieses Weichenantriebs in einer darauffolgenden zweiten Phase, in
Figur 5 die Anschaltstromkreise für die Steuerrelais zum Schalten eines weiteren Weichenan- triebes, in
Figur 6 den Speisestromkreis dieses weiteren Antriebs, in
Figur 7 den Speisekreis des aus der Weichengruppe gespeisten Antriebes während des Um- laufens, in
Figur 8 den Speisekreis dieses Antriebes kurz vor Erreichen der neuen Endlage,
in
Figur 9 den Speisekreis des Antriebes beim Erreichen der neuen Endlage und in
Figur 10den Überwachungsstromkreis nach dem Erreichen der neuen Endlage.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung die Schaltung zur Steuerung einer nicht dargestellten Weiche für den Bahnbetrieb. Bei dieser Weiche handelt es sich vornehmlich um eine Schlankweiche, über die Fahrten mit hoher Geschwindigkeit stattfinden sollen. Die Weichenzungen solcher Weichen sind ausserordentlich lang und unterliegen beim Umstellen starken Biegemomenten. Aus diesem Grund gibt es üblicherweise mehrere über die Länge der Weichenzungen verteilt angreifende Weichenantriebe, die in Figur 1 durch die Antriebe WA2 und WA3 symbolisiert
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werden. Die Motore dieser Antriebe werden zum Umstellen der Weiche zeitlich versetzt angeschal- tet und laufen danach gemeinsam um ; dieStellhübe der Antriebe variieren in Abhängigkeit vom jeweiligen Stellpunkt, an dem sie angreifen.
Die in Figur 1 angedeuteten Antriebe stehen auch für weitere Weichenantriebe zum Steuern der beweglichen Herzstückspitze. Ferner gibt es einen Antrieb NH zum Lösen des Herzstückniederhalters. Der Herzstückniederhalter wird gelöst, bevor die dem Herzstück zugeordneten Antriebe angeschaltet werden ; er bleibt mindestens solange gelöst, bis das Herzstück seine neue Endlage erreicht haben. Auch während der Reversierpause der Weiche bleibt der Niederhalter gelöst.
Im Stellwerk befindet sich eine Weichengruppe WG üblicher Ausführung, über die sämtliche Antriebe der Weiche gemeinsam gesteuert und überwacht werden. Hierzu ist einer der Weichenantriebe, im Ausführungsbeispiel der Weichenantrieb WA1, der den weitesten Stellhub auszuführen hat, über eine bekannte Weichenschaltung mit z. B. vier Adern A1 bis A4 an die Weichengruppe WG angeschlossen. Bei dem Weichenantrieb WA1 handelt es sich wie auch bei den weiteren Antrieben WA2 und WA3 um übliche Weichenantriebe mit gesonderten mechanischen Verschlusseinrichtungen, die zum Umstellen der Weiche gelöst und nach dem Erreichen der neuen Weichenendlage wieder verschlossen werden.
Die Steuerung der weiteren Weichenantriebe geschieht aus zugehörigen Antriebsschaltungen AS2 und AS3 heraus, welche die Stellenergie auf die Wicklungen der einzelnen Antriebsmotore schalten und die Lageüberwachung der Antriebe vornehmen.
Die Antriebsschaltungen der weiteren Antriebe können verschieden voneinander und auch verschieden zu der des Weichenantriebes WA1 sein. Die Antriebsschaltungen werden zeitlich versetzt aktiviert, wodurch die Antriebe zeitlich versetzt an- und umlaufen.
Der Beginn des Weichenumlaufes und die Drehrichtung, in der die Weiche umlaufen soll, werden von Sensoren S erkannt, die über Stromwandler T in oder an die Adern zum Weichenatrieb WA1 gekoppelt sind. Durch das Symbol für einen vom Weichenantrieb WA1 gesteuerten Kontakt WA1/1 wird in der Zeichnung angedeutet, dass die Antriebsschaltung AS2 für den Weichenantrieb WA2 beim An- oder Umlaufen des Weichenantriebes WA1 aktiviert wird. Diese Antriebsschaltung, die im Beispiel ebenfalls als Vierdraht-Weichenantriebsschaltung ausgeführt ist, wird gespeist aus einer separaten Netzeinspeisung SN. Eine Stromreduzierung SR sorgt dabei für eine Verminderung der dem Weichenantrieb WA2 zugeführten Versorgungsspannung gegenüber seiner Nennspannung.
Dadurch vermindert sich die Leistungsaufnahme der Antriebsschaltung AS2 bei gleichzeitiger Verminderung der Stelleistung des Weichenantriebes WA2. Die Drehrichtung des Weichenantriebes WA2 entspricht der des Weichenantriebes WA1; sie wird durch die Sensoren S bestimmt und an die Antriebsschaltung AS2 weitergegeben. Sobald der Weichenantrieb WA2 anläuft, veranlasst er über den symbolisch angedeuteten Kontakt WA2/1 die Aktivierung der Antriebsschaltung AS3. Diese ist dem Weichenantrieb WA3 zugeordnet. Die Drehrichtung des Weichenantriebes WA3 entspricht der der Antriebe WA1 und WA2. Die elektrische Energie zum Umlaufen des Weichenantriebes WA3 wird wiederum der separaten Netzeinspeisung NS entnommen und ist gegenüber der verfügbaren Energie nach Massgabe des Wicklungsabgriffes für die Stromreduzierung um einen bestimmten Anteil gegenüber der Nennleistung reduziert.
Der Weichenantrieb WA3 veranlasst bei seinem Anlaufen über den symbolisch angedeuteten Kontakt WA3/1 die Aktivierung einer folgenden Antriebsschaltung, die ihrerseits auf einen möglicherweise weiter folgenden Antrieb wirkt. Schliesslich laufen zeitlich versetzt sämtliche Antriebe um, bis sie ihre neue Endlage erreichen. In bekannter Weise werden dabei über Antriebskontakte Weichenlagemeldungen erzeugt und über die Antriebsschaltungen einer Überwachungsschaltung U zugeführt.
Die Anschaltung der weiteren Antriebe oder bestimmter weiterer Antriebe kann noch vom Ablaufen einer durch ein nicht dargestelltes Zeitglied vorgegebenen Mindestzeitspanne seit dem Aufschalten von Stellstrom auf die Motorwicklungen des zuerst anschaltbaren Weichenantriebs WA1 abhängig gemacht sein. Die weiteren Antriebe können dann erst anlaufen, wenn die dem Zeitglied eingeprägte Verzögerungszeit abgelaufen ist. Ist diese Verzögerungszeit so bemessen, dass sie grösser ist als die Zeitspanne, die der Herzstückniederhalter NH zum Lösen benötigt, so ist sichergestellt, dass die weiteren Antriebe, in diesem Fall die auf das Herzstück wirkenden Antriebe, nicht gegen den noch nicht gelösten Niederhalter anlaufen müssen.
In der Überwachungsschaltung werden die Endlagemeldungen sämtlicher nicht aus der Weichengruppe WG gespeisten Antriebe gesammelt und nach einer UND-Bedingung verknüpft. Dabei kann gegebenenfalls auch noch eine Verknüpfung mit den Endlagemeldern von Endlageprüfern
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ELP und zusätzlichen Verschlusseinrichtungen bewirkt werden, die eine zusätzliche Lagefixierung und Lageüberwachung der Weichenzungen bzw. des Herzstückes vornehmen; es können beliebig viele Endlageprüfer entlang der Weichenzungen und des Herzstückes vorgesehen sein. Die Schaltstellung jeweils eines Endlagenprüfers kann auch über jeweils eine der Antriebsschaltungen erfasst und in deren Überwachungsmeldung einbezogen sein. Die Stromversorgung der Überwachungsschaltung geschieht über einen Gleichrichter GL aus dem Drehstromnetz der separaten Netzeinspeisung SN.
Die Überwachungsschaltung beinhaltet Sammel-Lagerelais, in denen die Lagemeldungen der einzelnen weiteren Weichenantriebe und der Endlageprüfer zusammengefasst sind. Nur dann, wenn die Lagemeldungen aller weiteren Weichenantriebe und der Endlagenprüfer übereinstimmen mit den Lagemeldungen der Antriebskontakte des direkt aus der Weichengruppe WG gespeisten Weichenantriebes WA1 kann sich ein über die vier Speiseleitungen zu diesem Antrieb und die Antriebskontakte geführter Überwachungsstromkreis schliessen, der in der Weichengruppe das Erreichen der neuen Weichenendlage anzeigt. Der Stellvorgang ist damit beendet und die Weiche ist bereit, einen Stellauftrag zum Umlaufen in die Gegenrichtung auszuführen.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen worden, dass der Herzstück-Niederhalter über einen zugehörigen, aus der separaten Netzeinspeisung gespeisten Antrieb NH gelöst wird, sobald der Weichenantrieb WA1 anläuft und dass der Niederhalter die Lösestellung mindestens so lange beibehält, bis sämtliche Antriebe ihre neue Endlage erreicht haben. Die Anordnung kann aber auch so getroffen sein, dass der Niederhalter erst später, beispielsweise beim Anschalten des Antriebs WA2 gelöst wird. Wichtig ist nur, dass der Niederhalter gelöst ist, bevor die den Herzstücken zugeordneten Weichenantriebe anzulaufen beginnen und umlaufen.
Der konkrete Umstellvorgang einer Weiche mit mehreren Weichenantrieben ist nachstehend anhand der Figuren 2 bis 10 im einzelnen erläutert. Die dort durch dickere Linien hervorgehobenen Leitungen sind stromführende Leitungen ; dünn dargestellten Leitungen sind stromlos. Durch dickere Linien ausgezogene Kontakte sind die Kontakte, deren Schaltstellung sich gegenüber der Schaltstellung dieser Kontakte in der vorangegangenen Figur geändert hat. Die Relaiskontakte sind wie die zugehörigen Relais bezeichnet und mit einer hinter einem Schrägstrich folgenden fortlaufenden Nummer versehen.
In Figur 2 befindet sich die Weiche in der Rechtslage. Sie ist verschlossen und es hat sich der in der Zeichnung hervorgehobene Gleichstrom-Überwachungskreis über die vier zum Weichenantrieb WA1 führenden Adern A1 bis A4, zwei der Antriebskontakte AK1.2 und AK1.4 sowie den Kontakt SUR/3 eines Sammelrelais Überwacher Rechts geschlossen. In der nur angedeuteten Weichengruppe WG hat ein in den Überwachungsstromkreis geschleifter Überwacher angesprochen und zeigt damit den ordnungsgerechten Verschluss der Weiche in Rechtslage an. Der in den Speiseleitungen fliessende Überwachungsgleichstrom induziert in den Sekundärwicklungen der in die Speiseleitungen geschleiften Stromwandler T1 bis T3 keine Spannungen, so dass die an die Stromwandler angeschlossenen Relais stromlos sind.
In Figur 3 hat ein inzwischen gegebener Stellauftrag für die Weiche in der Weichengruppe WG zum Abschalten der Überwachungsgleichspannung und zum Aufschalten der Drehstromversorgungsspannung auf die Adern zum Weichenantrieb WA1 geführt. Bei der angenommenen Umstellrichtung liegt dabei an der Wicklung W des Antriebes die Phasenspannung zwischen R und Mp und an den Wicklungen U und V die verkettete Phasenspannung zwischen den Phasen S und T.
Der Antriebsmotor beginnt anzulaufen, ohne dabei aber sofort die Antriebskontakte zu betätigen; auch die Sammelrelais SUR, SUL zum Überwachen der Weiche in der Rechts- und Linkslage verändern ihren Schaltzustand vorerst noch nicht.
Wegen des in der Ader A4 fliessenden Speisestromes induziert der Stromwandler T3 sekundärseitig eine Spannung, die nach Gleichrichtung einem Weichen-Melder Reversieren WMR zugeführt ist und diesen zum Ansprechen bringt (in Figur 3 haben die Kontakte dieses Melders noch nicht gewechselt). Dieser Melder dient dazu, das Fliessen eines Stellstromes in der Ader A4 zu erkennen. Mit seinem Ansprechen startet er über in der Zeichnung nicht dargestellte Stromkreise eine Zeitmessung. Diese Zeitmessung wird beendet, wenn die Weiche ihre vorgegebene neue Endlage erreicht hat. Erreicht sie die neue Endlage nicht innerhalb einer vorgegebenen maximalen Umstellzeit, so kommt es zu einer diesbezüglichen Störungsmeldung. Der Stellstrom wird abgeschaltet, der Weichen Melder Reversieren WMR fällt ab und die Weiche kann durch einen gegenläufigen Stellauftrag reversiert werden.
Dabei werden alle Weichenantriebe der Weiche folgeabhängig
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wieder in die Ausgangslage zurückgestellt, aus der heraus sie durch den gerade abgehandelten Stellauftrag in die neue Endlage umlaufen sollten. Die Weiche insgesamt nimmt dann wieder eine stabile Endlage ein, so dass über sie Zugfahrten vorgenommen werden können.
Der Weichen Melder Reversieren WMR hat darüber hinaus die Aufgabe, während des Weichenumlaufs ein unzeitiges Ansprechen der nachfolgend erläuterten Weichen-Anschaltrelais WAR, WAL zu verhindern ; dienen seine Kontakte WMR/3 bzw. WMR/2. Ausserdem schaltet der Melder WMR mit seinem Ansprechen das jeweils aktivierte Weichen-Anschaltrelais wieder ab.
An der Sekundärwicklung eines weiteren Stromwandlers T2 wird als Folge der in den Adern A1 und A4 fliessenden unterschiedlichhohen Speiseströme ebenfalls eine Spannung induziert, die nach Gleichrichtung den Wicklungen zweier Relais WAL und WSD zugeführt ist. Das Relais WAL (Weichen-Anschaltrelais Links) ist ein monostabiles Relais, das dazu dient, nach dem Anlaufen des Weichenantriebes WA1 in Drehrichtung nach links mindestens einen der weiteren Weichenantriebe der Weiche anzuschalten. Der Anschaltstromkreis des Anschaltrelais WAL ist über einen Ruhekontakt WAR/1 eines Anschaltrelais WAR (Weichen-Anschaltrelais Rechts) für die Gegenlaufrichtung sowie über einen Kontakt WMR/2 des Melders WMR geführt.
Damit ist das Anschalten des Anschaltrelais WAL davon abhängig, dass zum Anschaltzeitpunkt kein gegenläufiger Stellauftrag vorliegt und dass sich der Melder WMR noch in der Grundstellung befindet, d. h. der Weichenantrieb WA1 noch nicht umläuft.
Ferner ist der Anschaltstromkreis des Anschaltrelais WAL noch über einen Kontakt WSD/4 eines nachfolgend erläuterten Relais WSD geführt, der nur bei der angenommenen Rechtslage der Weiche geschlossen ist. Ein diesem Kontakt parellelgeschalteter eigener Arbeitskontakt WAU4 des Anschaltrelais macht die weitere Speisung des Anschaltrelais unabhängig vom späteren Umsteuern des Relais WSD nach dem Anlaufen des Weichenantriebs WA1.
Mit dem Ansprechen des Anschaltrelais WAL schliesst u. a. dessen Kontakt WAU2 im Anschaltstromkreis der Wicklung I eines Weichen-Steuerrelais Drehrichtung WSD. Dieses Steuerrelais gibt die Drehrichtung des über das Anschaltrelais WAL anschaltbaren weiteren Antriebes WA2 vor ; hierauf wird später anhand der Figuren 5 und 6 noch näher eingegangen.
Bei dem Weichen-Steuerrelais Drehrichtung WSD handelt es sich um eine bistabiles Relais, beispielsweise ein Haftrelais, mit nur einem einzigen Kontaktsystem. Pfeile neben den Relaiskontakten zeigen an, ob sich das System in der Grundstellung oder in der Wirkstellung befindet ; bei der angenommenen Weichenlage Rechts befindet sich das System in der Grundstellung.
Die Wicklung II des Steuerrelais WSD wird aus einem Stromwandler T1 gespeist, der sekundärseitig eine zum Schalten der angeschlossenen Relais ausreichende Spannung zur Verfügung stellt, wenn die Weiche aus der Links- in die Rechtslage umgestellt wird. Bei der angenommenen Umstellrichtung werden die Primärwicklung des Stromwandlers T1 und eine Kompensationswicklung T1 K dieses Wandlers von gleichgrossen aber entgegengerichteten Strömen durchflossen, so dass sekundärseitig keine Spannung zum Erregen der angeschlossenen Relaiswicklungen zur Verfügung gestellt wird.
Figur 4 zeigt den Speisestromkreis für den Antriebsmotor des Weichenantriebes WA1 ebenfalls noch in der Anlaufphase, wobei weder die Antriebskontakte noch die Kontakte der Sammelrelais für die Überwachungsmeldungen SUR, SUL ihre Lage gewechselt haben. Mit dem Umsteuern des Steuerrelais für die Drehrichtung WSD schaltet sich die Wicklung I dieses Relais über seinen Kontakt WSD/3 stromlos und bereitet mit seinem Kontakt WSD/1 die Anschaltung seiner Wicklung II für ein späteres Umlaufen des Antriebes in die Rechtslage vor. Gleichzeitig schliesst der Kontakt WSD/2 und bereitet damit die spätere Anschaltung des Anschaltrelais WAR für den Rechtslauf vor.
Inzwischen hat auch der über den Schliesserkontakt WAU3 angeschaltete Weichen-Melder Reversieren WSR angesprochen und seinen Kontakt WMR/2 im Speisekreis des Anschaltrelais WAL geöffnet. Dieses fällt daraufhin ab und öffnet u. a. seinen Kontakt WAU4; ein späteres Ansprechen des Anschaltrelais WAL ist damit abhängig gemacht vom Schaltzustand des Weichen-Steuerrelais Drehrichtung WSD. Dessen Kontakt WSD/4 schliesst beim Umstellen der Weiche von links nach rechts und macht die erneute Anschaltung des Anschaltrelais WAL davon abhängig, dass die Weiche in der Zwischenzeit in die Rechtslage gesteuert wurde und zwar entweder durch einen Stellauftrag nach dem Erreichen der Endlage links oder durch einen Reversierauftrag beim Nichterreichen dieser Endlage.
Der Kontakt WAU1 schliesst und bereitet damit das Anschalten des Weichen-Anschaltrelais
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WAR vor.
Der Weichen-Melder Reversieren WMR macht sich über seinen Kontakt WMR/1 unabhängig vom Schaltzustand der beiden Anschaltrelais WAR und WAL, so dass die Erregung dieses Melders während der gesamten Umstellzeit der Weiche bestehen bleibt.
Bevor anhand der Figuren 7 und folgende das weitere Umlaufen des Weichenantriebes WA1 erläutert wird, soll anhand der Figuren 5 und 6 aufgezeigt werden, wie der Stellauftrag an einen folgenden Antrieb WA2 weitergegeben wird. Die Antriebsschaltung zur Steuerung des Antriebsmotors wie sie in Figur 6 dargestellt ist, ist prinzipiell bekannt ; zum Steuern und Überwachen der weiteren Weichenantriebe könnten auch andere bekannte Antriebsschaltungen verwendet sein. In gleicher oder ähnlicher Weise wie der Stellauftrag zum Umstellen des Antriebes WA1 an den Stellantrieb WA2 weitergegeben wird, werden Stellaufträge von diesem an einen weiteren Weichenantrieb und von diesem wieder an einen weiteren Weichenantrieb weitergereicht bis schliesslich alle Antriebe angesteuert sind und umlaufen.
Für die dem Weichenantrieb WA2 zugeordneten Relais wurden die gleichen Bezeichnungen gewählt wie für die entsprechenden Relais des Weichenantriebes WA1; die in den Stromkreisen der Relais des Weichenantriebes WA2 angeordneten Kontakte der dem Weichenantrieb WA1 zugeordneten Anschalt- und Steuerrelais sind in einem gestrichelt umrandetem Feld dargestellt, das zusätzlich mit der Bezeichnung des Weichenantriebs WA1 versehen ist.
Mit dem Ansprechen des Weichenanschaltrelais WAL für den Linkslauf (Figur 3) schiesst dessen Kontakt WAL/5 im Anschaltstromkreis eines dem Weichenantrieb WA2 zugeordneten entsprechenden Anschaltrelais WAL. Daraufhin schliesst u. a. der Kontakt WAU1 dieses Anschaltrelais im Speisekreis der Rückstellwicklung I eines bistabilen Weichen-Steuerrelais Drehrichtung Rechts WSR. Über den aus der Sensorgruppe des Weichenantriebes WA1 heraus geschlossene Kontakt WSD/5 des dortigen Weichen-Steuerrelais Drehrichtung WSD wird die Rückstellwicklung des Relais WSR an Spannung gelegt. Dieses Relais wechselt daraufhin in die andere Schaltstellung, wobei es über seine Kontakte WSR/1 die angeschaltete Wicklung I abschaltet und über seinen Kontakt WSR/2 die spätere Anschaltung seiner Einstellwicklung II vorbereitet.
Gleichzeitig schliesst der Kontakt WSR/3 des Relais WSR und veranlasst damit das Anschalten der Einstellwicklung II eines der Laufrichtung links zugeordneten bistabilen Weichen-Steuerrelais WSL. Dieses Relais wechselt daraufhin seine Kontakte, wobei es über den Kontakt WSU1 den Stromkreis über seine Einstellwicklung unterbricht und mit seinem Kontakt WSU2 die spätere Anschaltung seine Rückstellwicklung i vorbereitet.
Mit dem Schliessen der Kontakte WSR/4 und WSU4 des zurückgestellten Steuerrelais für den Rechtslauf WSR und des eingestellten Steuerrelais für den Linkslauf WSL schliesst sich der über den Kontakt WAU3 der Sensorgruppe des Antriebs WA1 geführte Speisekreis für ein monostabiles Steuerrelais WSU, das zum Abschalten der Überwachungsspannung für den Weichenantrieb WA2 und zum Aufschalten der Versorgungsspannung aus der separaten Netzeinspeisung auf die zum Antriebsmotor des Weichenantriebes WA2 führenden Adern dient (Fig. 6).
Das Abschalten der Überwachungsgleichspannung geschieht dabei durch die Kontakte WSU/1 und WSU/2 des Steuerrelais WSU und die Aufschaltung der Versorgungsspannung durch die Kontakte WSU/3 bis WSU/6. Über den Kontakt WSL/5 werden dabei die Wicklungen V und U des dem Antriebs WA2 zugeordneten Antriebsmotors an die verkettete Phasenspannung der Phasen S und T gelegt, während der Kontakt WSL/6 die Wicklung W des Motors an die Phasenspannung R anschaltet. Mit dem Anlaufen des Antriebsmotors spricht ein Weichenmelder WMA an und bereitet mit seinen Kontakten WMA/1 und WMA/2 die Anschaltung eines weiteren Melders WME vor, der nach dem Umlaufen des Antriebes das Erreichen der neuen Endlage anzeigen soll.
Kontakte WSR/7 und WSU7 der beiden Steuerrelais WSR und WSL bereiten die Anschaltung des Überwachungsrelais WUL für die Linkslage der Weiche WA2 vor bzw. verhindern das Wiederanschalten des Weichen- überwachers WUR für die Rechtslage.
Nicht dargestellte Kontakte der Weichenanschaltrelais für den Rechts- bzw. Linkslauf sowie ebenfalls nicht dargestellte Kontakte der beiden Steuerrelais für den Rechts- bzw. Linkslauf steuern die Anschaltstromkreise der entsprechenden Anschalt- bzw. Steuerrelais für den weiteren Weichenantrieb WA3 (Fig. 1). Dieser Weichenantrieb, wie nachfolgend auch die übrigen Weichenantriebe der Weiche, werden angeschaltet und laufen um. Sobald die weiteren Weichentriebe ihre Endlage erreichen, sprechen die zugehörigen Weichenüberwacher WUL für die betreffende Endla-
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ge an und melden diese Endlage an die in Figur 1 angedeutete Überwachungsschaltung.
Wie die Überwachungsmeldung für die Endlage des aus der Weichengruppe WG direkt gespeisten Weichenantriebes WA1 und die Endlagenmeldung der Weiche insgesamt zustande kommt, wird später anhand der Figur 10 erläutert.
Nachdem vorstehend kurz auf das Anschalten der weiteren Weichenantriebe eingegangen wurde, soll nun anhand der Figur 7 der Umlauf des Weichenantriebes WA1 erläutert werden. Nach dem Anlaufen des Antriebes haben dessen Antriebskontakte AK1. 1 und AK1. 2 gewechselt und damit die Antriebswicklungen in Stern geschaltet. In den Adern zum Antriebsmotor fliessen damit zwar im wesentlichen gleichgrosse, aber in der Phase verschobene Speiseströme. Diese bewirken, dass an den Sekundärwicklungen der Stromwandler T1 bis T3 Spannungen zum Betrieb der dort angeschlossenen Relais zur Verfügung gestellt werden. Die Anschaltrelais und das Steuerrelais des Weichenantriebes WA1 bleiben jedoch stromlos, weil ihre Anschaltstromkreise durch jeweils mindestens einen Kontakt unterbrochen sind. Lediglich der Melder WMR ist nach wie vor erregt und bewirkt die zeitliche Bewertung des Umstellvorganges.
Sobald mindestens einer der weiteren Antriebe seine Endlage verlässt, fällt das bislang erregte Sammelrelais Überwacher Rechts SUR ab und steuert seine Kontakte in die dargestellte Lage, in der sie die Umsteuerung des WeichenSteuerrelais Drehrichtung WSD und das Zustandekommen eines Überwachungsgleichstromes beim Erreichen der Weichenandlage Links vorbereiten.
In Figur 8 sind die Speisestromkreise für den dem Weichenantrieb WA1 zugeordneten Antriebsmotor beim Erreichen der neuen Endlage dargestellt. Neben den Antriebskontakten AK1.1 und AK1.2 haben auch die beiden anderen Antriebskontakte AK1.3 und AK1.4 ihre Lage gewechselt. Am Zustand der an die Stromwandler angeschlossenen Schaltmittel hat sich gegenüber dem in Figur 7 angenommenen Schaltzustand nichts geändert.
In Figur 9 ist angenommen, dass die weiteren Antriebe ebenfalls ihre neue Endlage erreicht haben. Die Überwachungsmeldungen dieser Weichenantriebe werden über die zugehörigen Überwacher, in diesem Fall die Überwacher für die Linkslage WUL, an die Überwachungsschaltung der Figur 1 gemeldet, die aus diesen Überwachungsmeldungen durch UND-Verknüpfung eine Sammelüberwachungsmeldung bildet und ein der Weichenlage Links zugeordnetes Sammelrelais Überwacher Links (nicht dargestellt) anschaltet. Dieses steuert u. a. seine Kontakte SUU2 und SUU3 um und bewirkt damit das Abtrennen der Antriebswicklung V vom Sternpunkt des Drehstromnetzes. Die beiden Antriebswicklungen U und W liegen nunmehr an der verketteten Phasenspannung der Phasen R und T und die Antriebswicklung V an der Phasenspannung der Phase S.
Der Kontakt SUU1 des Sammelüberwachers SUL stellt sicher, dass bei der angenommenen Linkslage der Weiche durch einen folgenden Stellauftrag nur die Wicklung I des Steuerrelais WSD für die Weitergabe der Drehrichtung Rechts an eine folgende Antriebsschaltung anhaltbar ist.
Mit dem Erkennen der neuen Endlage der Weiche veranlasst die Weichengruppe WG das Abschalten der Drehstromversorgung für den Weichenantrieb WA1. Gleichzeitig wird eine Überwachungsgleichspannung auf die Adern A2 und A4 geschaltet. Dabei schliesst sich der in Figur 10 hervorgehobene Überwachungsstromkreis über die vier zum Antrieb führenden Adern und die drei Antriebswicklungen. Aus dem Fliessen des Überwachungsgleichstromes erkennt die Weichengruppe die ordnungsgerechte Endlage der Weiche. Wegen des nun fliessenden Überwachungsgleichstromes verschwindet die Versorgungsspannung auch am Ausgang des Stromwandlers T3 und der Melder WMR fällt ab ; mit seinen Kontakten bereitet er dabei die Anschaltung des Anschaltrelais für den Rechtslauf WAR und des Reversiermelders WMR vor.
Wäre die neue Endlage nicht innerhalb der vom Melder WMR gestarteten Zeitmessung erreicht worden, so hätte die Weichengruppe einen Stellauftrag zum Reversieren sämtlicher Weichenantriebe ausgelöst und die Antriebe wären dann aufeinanderfolgend in Drehrichtung nach rechts wieder in ihre ursprüngliche Ausgangsstellung zurückgelaufen.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel war angenommen worden, dass von allen Weichenantrieben zum Steuern einer Weiche einer aus einer dafür vorgesehenen Weichengruppe gesteuert wurde und dass die übrigen nach dem Anlaufen des ersten Weichenantriebes einzeln nacheinander an eine separate Netzeinspeisung angeschaltet wurden. Die Erfindung schliesst aber auch den Fall ein, dass die weiteren Weichenantriebe nicht einzeln nacheinander angeschaltet, sondern z. B. paarweise nacheinander angeschaltet werden, weil dies den Aufwand an Steuerschaltmitteln verringern würde ; Antrieb für sich oder die jeweils gemeinsam angeschalteten Antriebe
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hätten dann entsprechende Überwachungsmeldungen an die Überwachungsschaltung zu geben.
Die Erfindung ist auch anwendbar bei Antriebsmotoren mit anderen Antriebsschaltungen als vorstehend angenommen, z. B. Siebendrahtschaltungen. Wichtig ist, dass ausser dem vorzugsweise einen aus einer Weichengruppe direkt gespeisten Antrieb alle übrigen Antriebe aus einer separaten Netzeinspeisung versorgt werden, so dass es nicht zu einer Überlastung der speisenden Weichengruppe kommt. Ferner ist durch geeignete Schaltmittel sicherzustellen, dass die Weichenantriebe zum Umstellen einer Weiche zeitlich nacheinander und jeweils in der gleichen Laufrichtung angeschaltet und gemeinsam überwacht werden.
In dem dargestellten und vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel werden die Antriebsmotore jeweils zweipolig geschaltet; damit wird sichergestellt, dass ein Motor bei Kontakt einer seiner Speiseleitungen mit einer potentialführenden Leitung nicht ungewollt anlaufen kann.
Es ist vorteilhaft, alle an der Steuerung und Überwachung beteiligten Relais einer Funktionsprüfung zu unterziehen. Diese Funktionsprüfung findet für die meisten Relais im laufenden Betrieb statt ; sprechen Relais zur Unzeit an oder lassen sie sich nicht abwerfen bzw. nicht umsteuern, so ist dies spätestens beim folgenden Umstellvorgang erkennbar. Relais, die dieser automatischen Funktionsprüfung, insbesondere der Grundstellungsprüfung, nicht unterzogen sind, müssen einer gesonderten Funktionsprüfung unterzogen werden, bei der diese Relais in Zeiten, in denen ihre Schaltmittel keine Auswirkungen auf andere Steller oder Melder haben, abgeschaltet werden.
Entsprechende Überwachungsmeldungen sind an das steuernde Stellwerk abzugeben. Dies geschieht mit Vorteil durch Einbeziehen eines Meldekontaktes in den Überwachungsstromkreis des direkt gesteuerten Weichenantriebes. Dieser Meldekontakt ist nur geschlossen, wenn die gesondert zu überprüfenden Relais im Prüfbetrieb mindestens vorübergehend ihre Grundstellung eingenommen haben ; entsprechendeZustandsmeldungen sind zu speichern und bewirken das Anschalten eines Prüfrelais zum Steuern des Meldekontaktes. Dieses Prüfrelais ist selbstverständlich ebenfalls einer Grundstellungsprüfung zu unterziehen und zwar vorzugsweise während des Weichenumlaufes; ein dann öffnender Meldekontakt hat keine Auswirkung auf die Lageüberwachung des Weichenantriebes, weil eine Lageüberwachung während des Weichenumlaufs ohnehin nicht vorgesehen ist.
Nach Grundstellungsprüfung des Prüfrelais ist dieses beim Vorliegen der übrigen Anschaltbedingungen (Grundstellung der zu prüfenden Relais wurde erfasst) wieder anzuschalten, damit der Meldekontakt im Abschaltstromkreis des direkt gespeisten Antriebs schliesst und der Abschaltstromkreis zustandekommt.
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