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Anordnung bei Stellwerken mit elektrischen Verschlüssen, wie Relaisstellwerken
Die Erfindung betrifft eine Anordnung bei Stellwerken mit elektrischen. Verschlüssen,
wie Relaisstellwerken, bei welchen die Bauelemente für alle Steuer-und Überwachungsorgane
zu Baueinheiten zusammengefaßt sind, die den entsprechenden Teilen der Außenanlage,
wie Gleisen, Weichen oder Signalen, zugeordnet sind.
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Die Bestrebungen auf dem Gebiet der Weiterentwicklung von Stellwerken
mit elektrischen Verschlüssen gehen seit längerem dahin, nicht mehr individuelle
Schaltungen für jedes einzelne Stellwerk zu entwerfen, sondern serienmäßig herzustellende
Baueinheiten zu verwenden. Es ist bereits bekannt, die Steuer- und Überwachungsorgane
beispielsweise für Weichenantriebe, Signale oder Gleisabschnitte zu Baugruppen zusammenzufassen.
Die für jedes Stellwerk verschiedenen Fahrstraßenschaltungen setzten jedoch diesen
Bestrebungen Schwierigkeiten entgegen. Ein wesentlicher Grund hierfür ist, daß der
Fahrwegsteller, der alle zur Sicherung seiner Fahrstraße notwendigen Verschluß-,
Ausschluß-, Anschalt- und sonstigen Kontakte trägt, individuell unterschiedliche,
aber auch anzahlmäßig verschieden umfangreiche Schaltaufgaben zu erfüllen hat.
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Wenn beispielsweise, wie in Abb. 1 dargestellt, Fahrten zwischen fünf
Ausgangsgleisen 1 bis 5 und sieben Empfangsgleisen 11 bis 17 möglich sein sollen,
so sind bei bisher bekannten Gesamtfahrstraßen-Schaltungen für alle Fahrmöglichkeiten
5-7=35 Einstellorgane (Fahrwegsteller) nötig, obwohl außer den fünf Ausgangsgleisen
und sieben Empfangsgleisen nur zehn verbindende Weichen, also insgesamt nur 22 Glieder,
vorhanden sind. Wenn außerdem auch Fahrten in der Gegenrichtung stattfinden, sind
nochmals 35 Einstellorgane, also insgesamt 70, nötig.
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Bei dieser Schaltungsart sind durch die vielen gegenseitigen Ausschlüsse
so viel Kontakte an einem Fahrwegsteller nötig, daß häufig Dreifach-Fahrwegsteiler
in mehrfacher Anordnung für eine einzige Fahrstraße benutzt werden müssen.
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Durch diesen großen Aufwand an vielkontaktigen Relais wird die Schaltung
unübersichtlich und die Sicherheit stark vermindert. Dieser Nachteil ist so groß,
daß die Vorteile der dem Relaisstellwerk eigentümlichen elektrischen Verschlüsse
weitgehend aufgewogen werden. Außerdem greifen die einzelnen Teile der Schaltung
stark ineinander, so daß die Montage eines solchen Stellwerkes viel schwieriger
ist als die eines mechanischen oder elektromechanischen Stellwerkes. Beim Relaisstellwerk
mit Gesamtfahrstraßen-Schaltung ist eine abschnittsweise Inbetriebnahme gar nicht
oder nur sehr schwer, möglich. Dieses Relaisstellwerk muß möglichst -unbeeinflußt
vom Zugbetrieb montiert und erst nach endgültiger Fertigstellung in Betrieb genommen
werden.
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Bei späteren Änderungen der Gleis- und Weichenanlage eines Bahnhofs.
ist meist eine grundlegende Schaltungsänderung des Relaisstellwerkes nötig, was
weitere Schwierigkeiten und Umbaukosten mit sich bringt.
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Eine wesentliche Verminderung von Fahrwegstellrelais und Verschlußkontakten
brachte die Unterteilung der Fahrstraßen in Teilfahrstraßen. Jedoch .können auch
die Schaltungsteile für die Teilfahrstraßen nicht einheitlich gebaut werden, weil
sie von vornherein entweder für eine, zwei, drei oder mehr Weichen, entsprechend
den jeweiligen Gegebenheiten, ausgerüstet sein müssen. Die Unübersichtlichkeit der
Schaltung leidet noch mehr als bei der bisherigen Art durch das Aneinanderreihen
umfangreicher und verschiedenster Teilfahrstraßen-Relaisgruppen. Bei auftretenden
Änderungen der Gleisanlage ist auch hierbei eine umfangreiche Schaltungsänderung
nötig, so daß Teilfahrstraßensysteme ebenfalls nur unvollkommene Lösungen für die
Schaltung von Relaisstellwerken .sind.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bisher übliche Fahrstraßenschaltung
zum Zwecke der Verwendung serienmäßig herzustellender Baueinheiten zu verlassen
und damit die bisherigen .Schwierigkeiten bei der Planung, dem Aufbau und bei notwendigen.
Änderungen von Stellwerken zu beseitigen.
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Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß diese= Baueinheiten durch
eine Aufgliederung :der Fahrstraßenschaltung entsprechend den einzelnen Teilen der
Außenanlage auch denjenigen Anteil an Fahrsträßensicherungsorganen -aufnehmen, der
den einzelnen
Teilen der Außenanlage zugeordnet ist, und daß die
vorbereitende Zusammenhaltung dieser Basteinheiten untereinander entsprechend dem
örtlichen Verlauf der Gleisanlage vorgenommen wird.
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So wie sich eine Gleisanlage vorwiegend aus Gleisen, Weichen und Signalen
zusammensetzt, so setzt sich die Stellwerksanlage bausteinmäßig ebenfalls hauptsächlich
aus Gleiseinheiten, Weicheneinheiten und Signaleinheiten zusammen.
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Das Wesentliche der Erfindung besteht also in einer Aufgliederung
der Fahrstraßenschaltung bis auf die einzelnen Teile der Außenanlage - also auf
das einzelne Gleis, die einzelne Weiche und das einzelne Signal - und weiterhin
aus dem Zusammenfügen des entsprechenden Anteils an Fahrstraßensicherungsorganen
mit den dem jeweiligen Teil der Außenanlage zugehörigen Steuer- und Überwachungsorganen
zu selbständigen Baueinheiten.
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In Abb. 2 bis 15 ist ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, das im folgenden erläutert wird.
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Abb.2 zeigt einen Gleisplanausschnitt mit den Gleisen 1, 2, 11 und
12, die mit den Weichen W1, W 2 und W3 untereinander verbunden und mit Signalen
A, B, D und E versehen sind. Darunter sind die zu den einzelnen Teilen der
Außenanlage gehörenden und mit diesen übereinstimmend bezeichneten Baueinheiten
BE
dargestellt. Abb. 2a zeigt diese Baueinheiten BE nochmals, und zwar jeweils
aufgeteilt in Steuer- und überwachungsorgane STU und Fahrstraßensicherungsorgane
AF. In den letzteren sind in Abb. 2 a einige Relais schematisch dargestellt, deren
Arbeitsweise weiter unten beschrieben ist.
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Die Baueinheiten Be in Abb. 2 und 2 a sind entsprechend dem Gleisplan
Gl in Abb. 2 mittels der Leitungen L vorbereitend zusammengeschaltet und ferner
jeweils gesondert verbunden mit den zugehörigen Elementen des Gleisbildtisches in
Abb. 3 mittels der Leitungen T, mit den zugehörigen Teilen der Außenanlage, also
den Gleisen, Weichen, Signalen oder sonstigen Einrichtungen, wie Blockabhängigkeiten
u. dgl., mittels der Leitungen K und mit den gemeinsamen Einrichtungen zur Stromversorgung,
Störmeldung u. dgl. mittels der Leitungen G.
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Der in Abb. 3 gezeigte Gleisbildtisch enthält außer den Bedienungs-
und Rückmeldebauteilen der in Abb. 2 gezeigten Teile der Außenanlage, die in Abb.
3 mit denselben Bezeichnungen angedeutet sind, noch weitere Tischfelder FR,
HA, W-Auff, und W-Entsp. zur Vornahme weiterer Bedienungshandlungen,
die hier nicht beschrieben zu werden brauchen, sowie zwei Tasten zur Fahrt- und
Haltestellung der Signale.
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Durch die Aufgliederung der Fahrstraßenschaltung auf die einzelnen
Baueinheiten ergibt sich aus Abb. 2 a, daß in den Gleisbaueinheiten GL
1 bis Gl 12 j e ein Einstellrelais g11 bis g112 und a, b, d
und e für die beiden Fahrrichtungen und in den Weichenbaueinheiten W1 bis W3 je
ein Einstellrelais W1+ und W1-bis W3+ und W3- für den Weg über die Plus-und die
Minuslage jeder Weiche enthalten sind. Die Signalbaueinheiten A, B; D und
E enthalten je ein Relais SEA bis SEE zum Einleiten der Signalstellung.
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Daraus folgt, daß beispielsweise bei einem Gleisplan nach Abb. 1 für
die 70 Fahrmöglichkeiten nur 2-54-2-7=24Einstellrelais in den Gleiseinheiten und
2 - 10=20 Einstellrelais in den Weicheneinheiten, insgesamt also nur 44 Einstellrelais
benötigt werden.
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Dabei sind bei einer Gesamtfahrstraßensicherung die 70 Fahrwegsteller
relativ vielkontaktige Relais, während bei der erfindungsgemäßen Anordnung 44 normal
ausgeführte Einstellrelais verwendet werden können und Wiederholerrelais erspart
bleiben.
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Soll eine Fahrt aus einem Gleis über mehrere Weichen in ein anderes
Gleis stattfinden, so werden die im Zuge des Fahrweges für diese Fahrt angeordneten
Baueinheiten angeschaltet und gegen weitere Anschaltungen seitens anderer einzustellender
Fahrstraßen gesperrt. Da die Weichen und Gleise, die für eine Fahrt benötigt werden,
eine Kette darstellen, verbinden sich die Einheiten so zu einer Reihenschaltung,
wie es für die betreffende Fahrt erforderlich ist. Die Reihenschaltung der Einheiten
bringt den Vorteil, daß entweder alle Relais gleichzeitig arbeiten oder überhaupt
keines, falls eine der erforderlichen Schaltbedingungen fehlt.
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Sind nach dem Gleisplan Umfahrwege möglich, so können mit der Anordnung
nach der Erfindung automatisch durch Anzugsverzögerung bestimmter Relais oder durch
Vorrangschaltung oder durch Handbedienung Ausweichfahrwege geschaffen werden. Verläuft
beispielsweise in einem Gleisplan nach Abb. 4 ein Hauptfahrweg von Gleis 2 über
die Weichen W1., W3 und W 4 nach Gleis 13, so kann ein Ausweichfahrweg von Gleis
2 über die Weichen W l. W 2 und W 4 nach Gleis 13 geschaffen werden. Ähnliches
gilt für Fahrten von Gleis 12 nach Gleis 2 über die Weichen W4, W3 und
W 1 oder W4, W 2 und W l.
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Fahrwegsteller und Festleger, die zum Stellen oder Festlegen einer
Fahrstraße oder einer Teilfahrstraße in deren ganzer Ausdehnung dienen und sämtliche
dazu erforderlichen Anschalt- und Ausschlußkontakte tragen, werden nicht mehr benötigt.
Die Schaltbedingungen dieser Relais übernehmen bei Anordnungen nach der Erfindung
die Einstell- und Festlegerelais der einzelnen Baueinheiten für die Weichen oder
die Gleise.
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Die Baueinheiten für die Weichen und die Gleise bestehen jeweils aus
Einstell-, Festlege- und Auflöseorganen. In Abb, 5 sind auszugsweise einige Stromkreise
aus einer Weichen-Baueinheit wiedergegeben; es enthält der Strompfad P f 1
ein Einstellrelais W+ für die Pluslage und ein Einstellrelais W- für die Minuslage
der Weiche. Diese Relais werden für beide Fahrtrichtungen benutzt; sie schließen
sich mit ihren Kontakten W+1 und W-1 gegenseitig aus. Im Strompfad Pf 2 enthält
die Baueinheit ein Festlegerelais Wf, welches entweder mit dem Kontakt 9'+2 oder
mit dem Kontakt 1V-2 angeschaltet werden kann und mit dem Kontakt W f 1 im
Strompfad P f 1
überprüft wird. Im Strompfad Pf 3 werden alle zum Fahrstraßenteil
der Baueinheit gehörenden Relais mittels ihrer Kontakte W-1-3, W-3, W+4, W-4 und
Wf 2 auf ihre erforderliche Arbeits- bzw. Ruhestellung überprüft. Bei Anlagen
mit automatischer Gleisfreimeldung wird in diesem Strompfad mit dem Kontakt
WG auch die Gleisfreiheit überprüft.
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Die Relais für die Steuerung und die Überwachung des Weichenantriebes,
z. B. Stellstromschütze und überwachungsrelais, sind nicht dargestellt, weil sich
diese entsprechend den Bauformen der Antriebe bzw. den verwendeten Stellstromarten
unterscheiden und zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind. Die ordnungsgemäße
Endlage der Weichenzungen sowie der eingetretene Verschluß werden von Kontakten
WE 1 bis WE 4 des Endlagenü berwachungarelais der Weiche in den Strompfaden
P f 2 und P f 3 gemeldet.
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Aus der Baueinheit für das Gleis Gl12 in Abb. 2 sind in Abb. 6 einige
Stromkreise auszugsweise dargestellt, von denen der Strompfad Pf 1 ein Einstellrelais
e für Fahrten vom Gleisabschnitt zur benachharten
Weiche und ein
Einstellrelais gl12N für Fahrten in umgekehrter Richtung enthält. Beide Relais schließen
sich mit ihren Kontakten e 1 und g1 12N 1 gegenseitig aus und verhindern
damit Gegenfahrten. Die Kontakte e f 1 und gl 12 N f 1 dienen zur
Grundstellungskontrolle ihrer Relais ef und gl12Nf.
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Außer in Stumpfgleise kann in jedes Gleis von beiden Enden ein- und
ausgefahren werden. Daher ist für jedes Gleisende eine Gleis-Baueinheit mit Einfahr-und
Ausfahr-Einstellrelais notwendig.
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Ist das Einfahr-Einstellrelais des einen Gleisendes in Arbeitsstellung
gebracht worden, so wird durch einen Kontakt dieses Relais in der benachbarten Baueinheit
verhindert, daß dort das Einfahr-Einstellrelais des anderen Gleisendes ebenfalls
belegt wird. Analog sperrt in Abb. 6 ein Kontakt gl 12 S aus der benachbarten Baueinheit
das Einstellen des Relais g Z 12N, wenn die andere Einfahrt bereits eingestellt
ist. Einfahrten von zwei Seiten in das gleiche Gleis sind damit unterbunden. Bei
Gleisen, die nur in einer Richtung befahren werden, kann eines der Einstellorgane
entfallen. Die Gleis-Baueinheit enthält im Gegensatz zur Weichen-Baueinheit im Strompfad
Pf 2
zwei Festleger ef und g112Nf, die über die Kontakte e 2 und g1
12N 2 oder e 3 und g1 12N 3 angeschaltet werden, wie die beiden Einstellrelais
im Strompfad Pf l je einer Fahrtrichtung zugeordnet sind und sich
mit ihren Kontakten ef2 und g112Nf 2 gegenseitig ausschließen. Im Strompfad
P f 3 werden wiederum alle dem Fahrstraßenteil der Baueinheit zugehörigen
Relais mittels ihrer Korntalzte e 4; g1 12N 4, e f 3, e f 4,
g112 Nf
3 und g112 Nf 4 überprüft, einschließlich des dem Überwachungsteil
zugehörigen Gleisfreimeldekontaktes GG 12 und des Kontaktes gl12S2 des Einstellrelais
aus der benachbarten Gleis-Baueinheit.
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An dem im Strompfad P f 3 der Abb. 6 mit S 1 bezeichneten Leitungsende
schließen die in Abb. 7 auszugsweise dargestellten Stromkreise der Signal-Baueinheit
an. Über die Kontakte SF 1, ST 1 und SH 1 von nicht dargestellten Relais kommt das
Relais SE
zum Anzug, sofern in allen für die eingestellte Fahrstraße benutzten
Gleis- und Weichen-Baueinheiten die Kontakte in Strompfaden Pf 3 der Abb.
5 und 6 einen Stromfluß zulassen. Nach dem Anziehen der Relais SE zieht über die
Kontakte SF 1, ST 2, SE 2 und Wlasp auch das Relais SS an; beide Relais halten sich
über ihre Kontakte SE 1 und SS 1.
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Der Lichtstromkreis Li der Fahrsignallampe gn wird über die Kontakte
SS2 und SE3 in der Signal-Baueinheit und die Kontakte gl 12 N f 5, gl 12
N 5, e f 5
und e5 in der Gleis-Baueinheit eingeschaltet. Die sonstigen Schaltungsteile
der Signal-Baueinheit, wie Rückmelderelais u. dgl., sind nicht dargestellt.
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Zusätzliche Abhängigkeiten, wie Streckenblock oder Zustimmungserteilung,
werden nur mit ihren Kontakten in die jeweilige Baueinheit eingeschleift, existieren
aber sonst ebenfalls als selbständige Baueinheit. So ist z. B. eine zur Einfahrt
in Gleis 12 der Abb. 2 erforderliche Zustimmung durch den im Strompfad
P f 3 der Gleis-Baueinheit in Abb. 6 dargestellten Kontakt ZE berücksichtigt.
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Das Einstellen mehrerer feindlicher Fahrstraßen, d. h solcher, die
sich überschneiden oder berühren, ist dadurch unmöglich gemacht, daß in jeder Weichen-Baueinheit
nur entweder das Plus- oder das Minus-Einstellrelais arbeitet und diese sich gegenseitig
abschalten, so daß keine weitere Belegung der Weichen-Baueinheit durch einen zweiten
Fahrweg stattfinden kann. Einander entgegenlaufende Fahrten werden, wie bereits
beschrieben, in der Gleis-Baueinheit durch den gegenseitigen Ausschluß der beiden
Einstellrelais verhindert.
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Bei Rangierfahrten von einem Gleis in ein anderes Gleis wird oftmals
von einer längeren Weichenstraße nur ein kurzes Stück mit wenigen Weichen befahren.
Soll diese Rangierfahrt über festgelegte Weichen erfolgen, so ist am Punkt des Fahrtbeginns
sowie am Wendepunkt ein Rangiersignal notwendig. Uni die Weichen vom Fahrtbeginn
bis zum Wendepunkt und vom Wendepunkt in das andere Gleis einstellen und festlegen
zu können, wird schaltungsmäßig an der dem Wendepunkt entsprechenden Stelle zwischen
zwei Weichen-Baueinheiten eine Rangiersignal-Baueinheit in Verbindung mit einer
Gleis-Baueinheit angeordnet.
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Beim Vorhandensein von Gleisisolierung wird der Verschluß jeder Weiche
einzeln aufgelöst, nachdem der ihr zugehörige Gleisabschnitt einmal befahren und
wieder verlassen wurde und die benachbarten Abschnitte mitgewirkt haben.
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Die Verschlüsse von Weichen, die zu einem gemeinsamen Isolierabschnitt
gehören, z. B. die Teile einer doppelten Kreuzungsweiche, werden gemeinsam aufgelöst.
In diesem Falle erhält nur die eine Baueinheit das Gleisrelais, welches in der anderen
Baueinheit ein Gleishilfsrelais anschaltet.
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Die Verschlußauflösung in der Gleis-Baueinheit wird von der Verschlußauflösung
in der ihr benachbarten Weichen-Baueinheit abhängig gemacht.
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Zur Fahrtrücknahme und zur Hilfsauflösung ist für jede Weiche eine
Taste FR bzw. HA im Gleisbildtisch (Abb. 3) erforderlich.
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Falls die Anlage nicht mit Gleisisolierung ausgerüstet ist, werden
die Verschlüsse der einzelnen Gleisplaneinheiten durch Handauflösung oder isolierte
Schiene am Ende des Fahrweges aufgelöst.
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Komplizierte Weichen- bzw. Gleisverbindungen werden derart aufgeteilt,
daß stets normale Weichen-Batteinheiten verwendet werden können. Für die in Abb.
8 dargestellte einfache Kreuzung Kr wird eine Weichen-Baueinheit nach Abb.9 benutzt,
die jedoch nur ein Einstellrelais Kr besitzt, das zum Verschluß der Schätzweiche
dient und mit seinem Kontakt Kr 1
die Einstellung kreuzender Fahrstraßen ausschließt.
Die Steuer- und Überwachungsorgane für einen Weichenantrieb entfallen hierbei. Eine
einfache Kreuzungsweiche W 2 al b in Abb. 10 -benötigt zwei Weichen-Baueinheiten,
wie in Abb. 11 dargestellt, mit je zwei Einstellrelais W 2 a+,
W 2 a-, W 2 b+ und W 2 b -, von denen Kontakte W 2 a+1
und W 2 b -1
in den zu benachbarten Baueinheiten führenden Leitungen angeordnet
sind. Auch für die in Abb. 12 dargestellte doppelte Kreuzungsweiche W 3 ablsd
sind zwei Baueinheiten (Abb. 13) mit je zwei Einstellrelais W3ab+, W3ab-, W3cd+
und W3cd- erforderlich. Eine doppelte Gleisverbindung mit den Weichen
W 1 bis W 4 und der Kreuzung Kr, wie in Abb. 14 gezeigt, benötigt
vier Baueinheiten mit je zwei Einstellrelais W 1 + und W l- bis W4+ und W4-,
wovon Kontakte W 1--1 bis W4-1 in die der Kreuzung entsprechenden Leitungsverbindungen
einbezogen sind.
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Die Einstell- und Festlegerelais in den einzelnen Baueinheiten sind
Stützrelais, deren Abstützspulen Stromwicklungen tragen, die auf eine bestimmte
Stromstärke abgestimmt sind. Der Stromfluß in den Spulen findet so lange statt,
wie die zum Steuern dieser Relais bestimmten Tasten gezogen bleiben. Zur Begrenzung
des Stromes ist in dem Einfahrzweig der Gleis-Baueinheit ein Widerstand vorhanden.
Es können aber auch die Einheiten so ausgebildet werden, daß jeder Stromkreis in
der Einheit seine eigene Spannungsquelle
hat. Der Stromkreis wird
dann nach außen durch das Ziehen der zugehörigen Tasten über eine Fahrtrichtungsleitung
geschlossen.
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Ändert sich der Gleis- und Weichenplan des Bahnhofs durch Einbau einer
Weiche oder Neubau eines Gleises, so brauchen lediglich Weichen- bzw. Gleis-Baueinheiten
hinzugefügt und entsprechend dem Gleisplan mit den vorhandenen Baueinheiten verbunden
werden. In der Schaltung der übrigen Baueinheiten wird keine einzige Leitung geändert.
Das Anschalten neuer Anschlußkontakte an vorhandene Relais, wie es nach den bekannten
Schaltungen unerläßlich ist, entfällt völlig.
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Soll ein Rangiergleis eines Bahnhofs für Zugfahrten ausgenutzt werden,
so wird lediglich an das betreffende Gleis ein Signal gesetzt. In kürzester Zeit
sind dabei für eine bisher unverschlossene Weiche eine Weichen-Baueinheit, ferner
eine Gleis-Baueinheit und eine Signal-Baueinheit angeschaltet, womit bereits die
Schaltanlage der neu eingerichteten Zugstraße angepaßt ist.
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Die Aufgliederung der gesamten Relaisschaltung in derartige Baueinheiten
bringt den wesentlichen Vorteil, daß mindestens 90% aller Schaltelemente von vornherein
in einer festen Schaltung zusammengefaßt werden können. Es werden nur noch Relais
mit neun Kontakten und Stützrelais mit maximal achtzehn Kontakten gebraucht; auch
die Gleisrelais sind in den jeweiligen Baueinheiten enthalten.