CH626813A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Rückmeldesignals der Position der Weichenzungen einer elektromagnetisch betätigbaren Modelleisenbahnweiche mit Doppelspulenantrieb, der von einer Quelle über eine Zuleitung gespeist wird.

Bei grösseren Modelleisenbahnanlagen zeigt sich das Problem, dass die Stellung der Weichenzungen von elektromagnetisch betätigten Weichen visuell grösstenteils nicht mehr erfasst werden kann, da diese durch das Gelände verdeckt sind oder sich in zu grosser Entfernung vom Stellpult befinden.

Die meisten handelsüblichen elektromagnetischen Weichen enthalten keine zusätzlichen Schaltkontakte für den Betrieb einer Positionsanzeige und beispielsweise auch einer Zugsicherungselektronik, wodurch eine vorbildgetreue Betriebsabwicklung einer Modelleisenbahnanlage nicht durchführbar ist. Verschiedentlich wird mittels den Impulsdrucktastern für die Weichenstellung, parallel zu den Doppelspulenantrieben, ein bistabiler Flip-Flop umgeschaltet, um ein indirektes Rückmeldesignal zu erzeugen. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, dass nach jeder Ausserbetriebssetzung sowie umstellen der Weiche von Hand die Positionsanzeige nicht mehr unbedingt mit der effektiven Stellung der Weichenzungen übereinstimmt.

Es sind nun bereits Weichen mit zusätzlichen Schaltkontakten für eine Rückmeldung erhältlich. Die Auswahl in bezug auf Fabrikat und Abzweigungswinkel ist jedoch sehr beschränkt. Abgesehen davon, wird dadurch die Verdrahtung vom Stellpult zu jeder Weiche recht umfangreich und erfah-

rungsgemäss vergrössert sich die Störanfälligkeit mit jedem zusätzlichen mechanischen Kontakt. Bei Weichen mit eingebauter Endabschaltung der Spulenhälften entfällt eine zusätzliche Verdrahtung, jedoch sind diese Kontakte einem grösseren Verschleiss unterworfen, weil durch das wiederholte Abschalten der Erregerspannung an diesen Kontakten ein nicht unbeachtlicher Abbrand entsteht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Rückmeldesignals der Position der Weichenzungen einer elektromagnetisch betätigbaren Modelleisenbahnweiche mit Doppelspulenantrieb anzugeben, welche keine zusätzlichen Drahtverbindungen zwischen Weiche und Stellpult benötigt und die nachteiligen Folgen von Schaltkontakten umgeht. Ausserdem soll dieses unter geringstmöglichem Aufwand durchführbar sein.

Die Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit dieser Schaltungsanordnung können uneingeschränkt alle handelsüblichen elektromagnetisch betätigbaren Weichen ausgerüstet werden und dies auch bei bestehenden Anlagen, da zur Impedanzauswertung der beiden Spulenhälften die drei Anschlussleitungen des Doppelspulenantriebes bis zum Stellpult mitbenutzt werden. Es ist deshalb möglich, diese Schaltungsanordnung nach Fertigstellung der Modelleisenbahnanlage am Stellpult anzuschliessen, und zwar ohne nachteilige Auswirkungen.

Eine Schaltungsanordnung kann zweckmässig derart aufgebaut sein, dass zur Impedanzauswertung den beiden Spulenhälften mit Zuleitung über je einen Widerstand, die denselben Wirkwiderstand aufweisen, an einem Wechselspannungsgenerator angeschlossen sind, der eine Wechselspannung von mindestens 1 kHz abgibt, wodurch entsprechend der Impedanzänderung durch den Magnetkern zwei verschieden grosse Wechselspannungen an den beiden Spulenhälften entstehen, welche über einen Gleichrichter den Eingängen eines Komparators oder eines als Komparator wirkenden Operationsverstärkers zugeführt werden, dessen Ausgang direkt mit der Positionsanzeige verbunden ist.

Vorzugsweise wird die Wechselspannungsfrequenz grösser als 1 kHz gewählt.

Gemäss einer Weiterbildung ist die Schaltungsanordnung zweckmässig derart ausgebildet, dass zur Ableitung der durch die Doppelspule erzeugten sehr hohen Induktionsspannungen je ein RC-Glied derart angeordnet wird, dass diese RC-Glie-der zusätzlich auch einen Teil einer zur Gleichrichtung eingesetzten Verdopplerschaltung bilden, so dass der erforderliche schaltungstechnische Aufwand für die gesamte Schaltungsanordnung ausserordentlich gering bleibt. Eine Doppelausnüt-zung dieser RC-Glieder ist deshalb möglich, weil die gewöhnlich nach dem Eingangskondensator einer Verdopplerschaltung gegen den Schaltungsnullpunkt geschaltete Diode für diesen Zweck durch eine Zenerdiode ersetzt wird. Dadurch wird erreicht, dass die über das RC-Glied übertragenen Induktionsspannungen und Betriebsspannungsspitzen mit positivem und negativem Vorzeichen durch diese Zenerdiode abgeleitet werden, wodurch keine grösseren Spannungen als diese Zener-spannung von beispielsweise ungefähr 5 V an den Komparator- oder Operationsverstärkereingang gelangen können. Die Ableitung der hohen Induktionsspannungen hat nun zur Folge, dass auch der Kontaktabbrand an den Impulskontakten im Stellpult auf ein unbedeutendes Minimum reduziert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert.

Die Fig. 1 zeigt ein Schema einer Schaltungsanordnung. Diese Schaltungsanordnung besteht einerseits aus der üblichen Einrichtung zum Betrieb einer Modelleisenbahnweiche, enthaltend eine Betriebsspannungsquelle 1, dazu die beiden Im2

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pulskontakte 2 und 3 im Stellpult, mit welchen über die Zuleitung 4 der Doppelspulenantrieb 5 für die Umstellung der Weichenzungen 6 erregt werden kann, anderseits aus einem Wechselspannungsgenerator 11 in bekannter Schaltungstechnik und der Schaltungseinheit 12 zur Auswertung der Impedanzände- 5 rung zwischen den beiden Spulenhälften 8 und 9 sowie einer Positionsanzeige 29 und 30. Dieser Wechselspannungsgenerator 11, welcher zur Impedanzauswertung den beiden Spulenhälften 8 und 9 mit Zuleitung 4 über die beiden Widerstände 13 und 14 den notwendigen Wechselstrom zuführt, ist in bezug auf Ausgangsleistung und Ausgangsimpedanz vorteilhaft so zu •bemessen, dass dieser für alle Weichen einer mittelgrossen Modelleisenbahnanlage genügt. Die beiden Widerstände sein zweckmässig so zu bemessen, dass ihr Wirkwiderstand bei der gewählten Frequenz des Wechselspannungsgenerators 11 ungefähr der Spulenimpedanz entspricht, jedoch sollte ein Mindestwert von ca. 500 Ohm nicht unterschritten werden, damit bei Erregung des Doppelspulenantriebes 5 durch die Betriebsspannung 1, welche je nach Weichenfabrikat bis zu 16 V effektiv betragen kann, kein unzulässig hoher Strom in den Wechselspannungsgenerator zurückfliesst und im umgekehrten Fall, bei Anschluss mehrerer Weichen an denselben Wechselspannungsgenerator 11, dieser nicht zu stark belastet wird. Die Frequenz des Wechselspannungsgenerators 11 wird daher vorzugsweise höher als 1 kHz gewählt und ist aus Gründen 25 der kapazitiven Belastung durch längere Zuleitungen 4 sowie den Aussteuerungsgrenzen des Magnetkerns 10 unter 50 kHz zu halten. Als günstiger Mittelwert erweist sich 10 kHz. Damit am Operationsverstärkereingang 25 und 26 immer eine genügend grosse Differenzspannung anliegt, sollte die Ausgangsspannung des Wechselspannungsgenerators 11 mindestens 5 V Spitze zu Spitze betragen und darf bei Verwendung von beispielsweise 5-V-Zenerdioden 19 und 20 auf höchstens 10 V Spitze zu Spitze eingestellt werden.

Die in den beiden Spulenhälften 8 und 9 entstandenen Wechselspannungen unterschiedlicher Grösse werden mittels zweier Verdopplerschaltungen 15 bis 24 gleichgerichtet, wobei die grössere der beiden Spannungen immer diejenige Spulenhälfte 8 oder 9 kennzeichnet, in welcher auch der Magnetkern 10 eingetaucht ist. In zweiter Funktion bilden die beiden Widerstände 15 und 16 mit den Kondensatoren 17 und 18 gleichzeitig auch je ein RC-Glied, womit in Verbindung mit den Ze-nerdioden 19 und 20 die durch die Doppelspule 7 erzeugten hohen Induktionsspannungen abgeleitet werden, wobei den beiden Zenerdioden 19 und 20 primär die Funktion von zwei gewöhnlichen Dioden für die Gleichrichtung und die eines Überspannungsschutzes für die nachfolgenden Operationsverstärkereingänge 25 und 26 zufällt. Die zwei, durch die Verdopplerschaltungen 15 bis 24 gewonnenen Gleichspannungen werden zum Vergleich den Eingängen 25 und 26 eines Operationsverstärkers 28 zugeführt, dessen Ausgang 27 einerseits direkt mit der Positionsanzeige 29 und 30 verbunden ist und anderseits eventuell als Logiksignal zur Steuerung einer Zugsicherungselektronik verwendet werden kann.

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1 Blatt Zeichnungen

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626 813 PATENTANSPRÜCHE

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Rückmeldesignals der Position der Weichenzungen einer elektromagnetisch betätigbaren Modelleisenbahnweiche mit Doppelspulenantrieb, der von einer Quelle über eine Zuleitung gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (11, 12, 29, 30) zur Auswertung der Impedanzänderung in den beiden Spulenhälften (8, 9) der Doppelspule (7) vorhanden sind, welche Impedanzänderung durch die mit der Umstellung der Weichenzungen

(6) verbundene Verschiebung des Magnetkerns (10) in der Doppelspule (7) verursacht wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung der Impedanzänderung die beiden Spulenhälften (8, 9) über die Zuleitung (4) und über je einen Widerstand (13, 14) mit gleichem Wirkwiderstand an einen Wechselspannungsgenerator (11) angeschlossen sind, wodurch entsprechend der Impedanzänderung zwei verschieden grosse Wechselspannungen an den beiden Spulenhälften (8, 9) entstehen, welche Wechselspannungen über einen Gleichrichter (15 bis 24) den Eingängen (25, 26) eines Komparators oder eines als Komparator wirkenden Operationsverstärkers (28) zugeführt werden, dessen Ausgang (27) direkt mit einer Positionsanzeige (29, 30) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung des Wechselspannungsgenerators (11) eine Frequenz von mindestens einem kHz aufweist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ableitung der durch die Doppelspule

(7) erzeugten sehr hohen Induktionsspannungen je ein RC-Glied (15,16,17,18) derart angeordnet ist, dass diese RC-Glieder zusätzlich auch einen Teil einer zur Gleichrichtung eingesetzten Verdopplerschaltung (15 bis 24) bilden.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Trennung der 50-Hz-Be-triebswechsel- oder Betriebsgleichspannungsquelle (1) vom Wechselspannungsgenerator (11) je ein Kondensator in Serie zu den beiden Widerständen (13, 14) geschaltet ist.