-
Schaltanordnung zur Ubertragung von Schaltkennzeichen über Verbindungsadern
zwischen verschiedenen Relaissätzen Die Erfindung bezieht sich auf Schaltanordnungen
zum Übertragen von Schaltkennzeichen über Verbindungsadern zwischen verschiedenen
Relaissätzen in Schaltungen mit erhöhten Sicherheitsbedingungen, besonders in Eisenbahnsicherungsanlagen.
-
In derartigen Schaltungen muß beim Übertragen von Schaltkennzeichen
häufig beachtet werden, daß nicht nur im empfangenden Relaissatz beim Eintreffen
des Schaltkennzeichens der richtige Schaltzustand hergestellt wird, sondern daß
auch bei Störungen in den Verbindungsadern (beispielsweise bei Leitungsbruch, Spannungsausfall
oder Fremdspannungseinwirkung) kein Gefahrzustand eintritt. Bei Eisenbahnsicherungsanlagen
muß beispielsweise ein hergestellter Verschluß von Weichen oder Signalen unter allen
Umständen aufrechterhalten bleiben; dagegen ist es vom Gesichtspunkt der Sicherheit
aus zulässig, daß ein aufzuhebender Verschluß infolge einer Störung bestehenbleibt,
obgleich das zur flüssigen Betriebsabwicklung nicht erwünscht ist. In derartigen
Schaltungen sind auch häufig in denjenigen Stromkreisen, die bestimmten Sicherheitsforderungen
genügen müssen, Kontakte anderer Relais angeordnet, mit denen die Grundstellung
oder das richtige Funktionieren dieser Relais geprüft wird, um den sicherheitstechnisch
wichtigen Stromkreis vom richtigen Arbeiten dieser Relais abhängig zu machen.
-
Derartigen Forderungen konnte man bisher mit normalen Einzelrelais
kaum nachkommen. Wurde der sicherheitstechnisch wichtige Schaltzustand durch Abfall
des Relais hergestellt, so mußte man die Einschränkung in Kauf nehmen, daß entweder
eine Fremdspannungseinwirkung diesen Schaltzustand aufheben kann und daß außerdem
keine Grundstellungsprüfung anderer Relais in diesem Stromkreis möglich ist; wurde
der sicherheitstechnisch wichtige Schaltzustand in der Arbeitsstellung des Relais
hergestellt, also beim Anziehen des Relais, so konnte ein Aderbruch oder ein Spannungsabfall
diesen Schaltzustand aufheben, was nur in den seltensten Fällen zulässig ist. Deshalb
mußte man entweder zu Sonderbauarten von Einzelrelais oder zur Verwendung von Stützrelais
übergehen; diese bestehen aus zwei Relais gleicher oder ähnlicher Bauart, deren
Anker so miteinander gekuppelt sind, daß der jeweils abgefallene Anker den anderen,
in angezogener Stellung befindlichen Anker abstützt, auch ohne daß durch die zum
angezogenen Anker gehörende Wicklung ein Strom hindurchfließt. Bei Verwendung von
Stützrelais kann man die beschriebenen Forderungen in der Weise erfüllen, daß im
einfachsten Fall jede der beiden Wicklungen über zwei voneinander unabhängige Wege,
also über mindestens zwei Verbindungsadern, wechselseitig eingeschaltet und dadurch
das Stützrelais umgestellt und zurückgestellt wird. Es ist auch schon vorgeschlagen
worden, sogenannte Haftrelais zu verwenden, bei welchen der Anker nach dem Anziehen
ohne weitere elektrische Erregung (beispielsweise durch Remanenz) in der angezogenen
Stellung bleibt. Hierdurch wird der größere Raumbedarf der Stützrelais vermieden,
-jedoch ergeben sich dabei ähnliche Schwierigkeiten wie bei normalen Einzelrelais,
da sich die durch Ankerhaftung beibehaltene angezogene Stellung nicht ohne weiteres
als Verschlußstellung ausnutzen läßt. Auch die Verwendung von Impulsrelais macht
größere Schwierigkeiten, da außer dem erhöhten Aufwand für die Erzeugung und Auswertung
der Impulse meist auch eine Unterdrückung des Nachimpulses erforderlich ist, die
sich nicht ohne zusätzlichen Aufwand und Raumbedarf erreichen läßt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu
vermeiden und einen Weg anzugeben, auf welchem man entweder über eine einzige Verbindungsader
oder mit nur einem Einzelrelais oder auch mit beiden Mitteln gemeinsam alle an derartige
Schaltungen zu stellenden Sicherheitsforderungen erfüllen kann.
-
Nach der Erfindung geschieht dies dadurch, daß ein erstes Schaltkennzeichen
zum Umstellen bzw. Einschalten eines Relais über eine Verhindungsader und ein zweites
Schaltkennzeichen zum Zurückstellen bzw. Ausschalten dieses Relais über dieselbe
oder über eine zweite Verbindungsader vorgesehen ist, wobei keines der beiden Schaltkennzeichen
durch Stromlosigkeit bzw. Potentialfreiheit an der oder an den Verbindungsadern
gebildet ist. Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal kann ein mit einem Selbstschlußkreis
oder
mit Selbsthaftung versehenes Relais mit nur einem Magnetsystem über einen eigenen
Ruhe-oder Umschaltkontakt erregt und zum Ansprechen gebracht sowie über einen eigenen
Arbeitskontakt gegenerregt und zum Abfallen gebracht werden. Gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung lassen sich diese beiden Hauptmerkmale auch derart miteinander verbinden,
daß ein mit einem Selbstschlußkreis oder mit Selbsthaftung versehenes Relais mit
nur einem Magnetsystem über einen eigenen Ruhe- oder Umschaltkontakt mit einem bestimmten
Schaltkennzeichen über eine Verbindungsader erregt und zum Ansprechen gebracht sowie
über einen eigenen Arbeitskontakt mit einem zweiten Schaltkennzeichen auf derselben
Verbindungsader gegenerregt und zum Abfallen gebracht wird, wobei keines der beiden
Schaltkennzeichen durch Stromlosigkeit bzw. Potentialfreiheit an der Verbindungsader
gebildet ist. Mit der Erfindung ist der wesentliche Vorteil verbunden, daß selbst
bei strengen Sicherheitsforderungen raumsparende Einzelrelais verwendet werden können
und daß zur Übertragung der Schaltkennzeichen statt zweier Leitungen nur noch eine
einzige verwendet zu werden braucht, und dies sowohl bei Verwendung von Einzelrelais
als auch bei Stützrelais.
-
In Fig. 1 bis 3 sind drei mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt; bei deren Beschreibung seien auch einige weitere Ausgestaltungen der
Erfindung angegeben.
-
Fig. 1 zeigt Ausschnitte aus zwei Relaissätzen links und rechts der
strichpunktierten Linie. Diese beiden Relaissätze sind durch die dünn ausgezogen
dargestellte Verbindungsader miteinander verbunden. Im linken Teil der Fig. 1 sind
zwei Kontakte S1 und S2 eines nicht dargestellten Relais S angegeben, mittels deren
das im rechten Teil der Fig. 1 dargestellte Stützrelais R mit seinen Wicklungen
I und II umgestellt und zurückgestellt werden kann. Das Relais R hat zwei Kontakte
R1 und R2; von der Wicklung I wird der Kontakt R1, von der Wicklung 1I der Kontakt
R2 betätigt. Weitere, nicht dargestellte Kontakte des Relais R sind in anderen Stromkreisen
angeordnet und bewirken bei Veränderungen im Schaltzustand des Relais R bestimmte
Schalthandlungen.
-
Der Plus- und Minuspol einer Gleichstromversorgung ist beiden Relaissätzen
zugeführt, was durch die Plus- und Minuszeichen an den Enden der Adern angedeutet
ist. Wird durch Betätigen des nicht dargestellten Relais S der Kontakt S1 geöffnet
und der Kontakt S2 geschlossen, so wird Minuspotential an die Verbindungsader gelegt,
und über den Kontakt R 2 kann die Umstellwicklung I des Stützrelais R ihren Anker
anziehen. Dadurch verliert der Anker der Wicklung I1 seine Abstützung und fällt
ab, wodurch der Kontakt R2 geöffnet wird; gleichzeitig ist der Kontakt R 1 beim
Anziehen des Ankers der Wicklung I geschlossen worden, was jedoch ohne Wirkung auf
die Wicklung II bleibt, da nun beide Enden der Verbindungsader an Minuspotential
liegen. Der abgefallene Anker der Wicklung II stützt den angezogenen Anker der Wicklung
I ab, so daß auch das Öffnen des Kontakts R2 ohne Wirkung bleibt. In diesem Schaltzustand
bleiben sowohl Leitungsbrüche und Spannungsausfälle als auch Fremdspannungseinwirkungen
ohne Wirkung; zweckmäßig bleibt der Minuspol unabgesichert, so daß bei Fremdspannungseinfall
die Sicherung im fremden Stromkreis abschmilzt und die Fremdspannung dadurch verschwindet.
Diesem Schaltzustand ordnet man vorteilhaft die höherwertige Sicherheitsforderung
zu, in Eisenbahnsicherungsanlagen also beispielsweise den Verschlußzustand von Weichen
oder Signalen.
-
Werden die Kontakte S1 und S2 wieder in die gezeichnete Lage gebracht,
so wird die Verbindungsader und über den Kontakt R 1 auch die Wicklung II des Stützrelais
R an den Pluspol gelegt; diese kann ihren Anker anziehen, so daß der Anker der Wicklung
I abfällt und die Kontakte R 1 und auch R 2 wieder in die gezeichnete Lage zurückkehren.
Auch in diesem Schaltzustand würde ein Leitungsbruch oder eine Fremdspannungseinwirkung
im allgemeinen keine Wirkung hervorrufen; lediglich wenn Minuspotential an der Minusader
auftritt, könnte das Stützrelais R umgestellt werden, wobei aber die Sicherung S
i 1 zum Abschmelzen gebracht wird, so daß sich diese Störung sofort bemerkbar macht.
-
In Fig. 2 ist eine ähnliche Schaltung dargestellt, bei welcher jedoch
statt des Stützrelais der Fig. 1 ein mit zwei Wicklungen 1-2 und 5-6 versehenes
Einzelrelais R verwendet ist. Die Wicklung 1-2 ist die Erregerwicklung; nach der
Erregung bleibt das Relais entweder durch Selbsthaftung oder mittels eines über
den gestrichelt gezeichneten Stromkreis und den Widerstand Wi 2 verlaufenden Selbstschlußkreises
angezogen. Die Wicklung 5-6 wird als Gegenerregerwicklung verwendet; sie wirkt beim
Einschalten entgegen der Wirkung der Wicklung 1-2 und bringt dadurch das Relais
R zum Abfallen.
-
In der gezeichneten Grundstellung ist der Anker des Relais R angezogen.
Werden die Kontakte S1 und S2 umgestellt, so wird ein Stromkreis für die Wicklung
5-6 des Relais R über die Kontakte S2, Y 1, X 1
und R2 hergestellt; die Kontakte
Y1 und X1 gehören zu nicht dargestellten Relais Y und X, und mit ihrer
Hilfe kann die Grundstellung dieser Relais im Gegenerregungsstromkreis des Relais
R überprüft werden. Wird die Gegenerregung wirksam, so fällt der Anker des Relais
R ab; der Kontakt R2 öffnet und schaltet den Gegenerregungsstromkreis ab, und der
Kontakt R 1 stellt um, öffnet gegebenenfalls den gestrichelt dargestellten Haltestromkreis
und bereitet den Stromkreis für das nächste Einschalten vor.
-
Werden die Kontakte S1 und S2 wieder in die gezeichnete Lage gebracht,
so kommt der Erregungsstromkreis für die Wicklung 1-2 des Relais R über die Kontakte
S1 und R1 zustande. Nachdem der Kontakt R 1 umgestellt ist, wird die Wicklung 1-2
über den Kondensator Ko und den Widerstand Wi 1
weitererregt, bis der Anker
des Relais voll angezogen ist. In dieser Stellung bleibt er dann durch Selbsthaftung
oder über den Selbstschlußkreis.
-
Fig. 3 zeigt schließlich die Steuerung eines Einzelrelais über nur
eine Verbindungsader entsprechend einer Kombination der Fig. 1 und 2. Das Einzelrelais
R ist wieder mit zwei Wicklungen versehen, einer Erregungswicklung 1-2 und einer
Gegenerregungswicklung 5-6; im Stromkreis der Wicklung 5-6 sind wie in Fig. 2 Kontakte
Y 1 und X 1 von nicht dargestellten Relais Y und X angeordnet,
mittels deren die Grundstellung der zugehörigen Relais im Stromkreis der Wicklung
5-6 des Relais R überprüft werden kann.
-
In der gezeichneten Grundstellung ist das Relais R angezogen und in
diesem Beispiel in einem Selbstschlußkreis über den Widerstand Wi2 und den Kontakt
R1 gehalten. Werden die Kontakte S1 und S2 eines nicht dargestellten Relais S betätigt,
so wird Minuspotential an die Verbindungsader gelegt und über die Kontakte Y1, X1
und R2 die Wicklung 5-6 des Relais R erregt. Der Widerstand Wi2 muß so bemessen
sein,
daß die Gegenerregung des Relais R durch die Wicklung 5-6 zum Abfallen des Relais
R ausreicht. Der Anker des Relais R fällt ab; mit dem Kontakt R2 wird der Gegenerregungsstromkreis
unterbrochen, mit dem Kontakt R 1 wird der Haltestromkreis über den Widerstand Wi2
ebenfalls unterbrochen und das spätere Wiedereinschalten vorbereitet. Dieses kommt
jedoch noch nicht zustande, weil an beiden Enden der Verbindungsader nun Minuspotential
liegt. Auch hier bleiben in diesem Schaltzustand ebenso wie bei Schaltungen nach
Fig. 1 sowohl Leitungsbrüche und Spannungsausfälle als auch Fremdspannungseinwirkungen
ohne Wirkung.
-
Werden die Kontakte S1 und S2 wieder in die gezeichnete Lage zurückgestellt,
so wird Pluspotential an die Verbindungsader gelegt, und über den Kontakt R 1 kommt
der Erregungsstromkreis für die Wicklung 1-2 des Relais R zustande. In gleicher
Weise wie bei Fig. 2 wird diese Wicklung beim Umlegen des Kontakts R 1 über den
Kondensator Ko weitererregt und anschließend über den Widerstand Wi2 gehalten.