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Zentral gesteuerte Lichtsignalanlage für den Straßenverkehr Zusatz
zum Patent 1132 033 Das Hauptpatent bezieht sich auf eine zentral gesteuerte
Lichtsignalanlage für den Straßenverkehr, bei der für den oder die Signalgeber eines
jeden selbständig zu regelnden Verkehrsflusses ein besonderes, mindestens ein von
der Zentrale steuerbares Empfangsrelais und ein davon beeinflußbares Zeitschaltwerk
enthaltendes Schaltgerät zum Einstellen der Signalbilder einer Signalperiode vorgesehen
ist, wobei bestimmte Signalbilder der Signalperiode unmittelbar vom Empfangsrelais
selbst und die übrigen mittelbar mittels des. ebenfalls vom Empfangsrelais beeinflußbaren
Zeitschaltwerkes einstellbar sind. Als Zeitschaltwerk ist dabei ein aus dem Wechselstromnetz
antreibbarer und Nockenkontakte steuernder Synchronmotor vorgesehen, der vom Empfangsrelais
ein-und durch einen eigenen Kontakt des Synchronmotors nach einer gewissen Laufzeit
abschaltbar ist. Da die Schaltgeräte an den Kreuzungen großen Temperaturschwankungen
ausgesetzt sind, arbeiten ihre Zeitschaltwerke bei Verwendung von Synchronmotoren
nicht mit der erforderlichen Zeitkonstanz, ja es besteht sogar die Gefahr, daß sie
von bestimmten Tiefsttemperaturen ab überhaupt nicht anlaufen. Schließlich gibt
der bei bewegten Teilen immer auftretende Verschleiß auch unabhängig von der Außentemperatur
Anlaß zu Störungen und weiterhin weisen Synchronmotoren einen ins Gewicht fallenden
Leistungsverbrauch auf und haben ein Bauvolumen, welches bei mehreren voneinander
unabhängigen Verkehrsflüssen einer Kreuzung, die durch besondere Schaltgeräte geregelt
werden müssen, unangenehm ins Gewicht fällt. Andere bekannte Zeitschaltwerke in
Verkehrsregeleinrichtungen enthalten zum Steuern eines elektrischen Schalters ein
RC-Glied. Hier ist jedoch die zur Erreichung der erforderlichen Zeitkonstanz notwendige
große Kapazität der verwendeten handelsüblichen Kondensatoren wegen der gewünschten
langen Zeiträume von mehreren Sekunden Dauer finanziell sehr aufwendig. Bei kleinerer
Kapazität könnte nämlich die unstabile eigene Zeitkonstante dieser verwendeten Kondensatoren
- wie sie sich aus dem Verlustwiderstand und der Kapazität ergibt - erhebliche Zeitunterschiede
verursachen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zeitschaltwerk zu schaffen,
das bei geringem Leistungsbedarf und kleinem Bauvolumen auch nach längerer Betriebszeit
große Betriebssicherheit und auch bei Auftreten großer Temperaturschwankungen noch
eine ausreichende Zeitkonstanz aufweist.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß als Zeitschaltwerk
eine Impulszähleinrichtung vorgesehen und von den durch eine oder beide Halbwellen
des Wechselstromnetzes gebildeten Impulsen oder von den Impulsen eines anderen,
z. B. des in der Zentrale vorgesehenen Taktgebers fortschaltbar ist und daß diese
vom Empfangsrelais einschaltbare Impulszähleinrichtung mit dem letzten Impuls der
ihrem eingestellten Zählvolumen entsprechenden Impulsserie bestimmte Signalbilder
einstellt und die Impulszähleinrichtung selbst stillsetzen und gegebenenfalls in
die Ausgangslage zurückbringen kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann
die Impulszähleinrichtung aus einem Ringkern zum Dimensionieren des einem Impulse
innewohnenden Spannungs-Zeit-Integrals und einem weiteren Ringkern bestehen, der
nur durch mehrere solche vom ersten Ringkern abgegebene dimensionierte Impulse einstellbar
ist.
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Vorteilhafterweise kann ein größeres Zählvolumen durch Hintereinanderschalten
mehrerer solcher eben beschriebenen Impulszähleinrichtungen erreicht werden. Weiterhin
ist es vorteilhaft, eine aus mehreren Ringkernen und Transistoren gebildete Zählkette
als Impulszähleinrichtung vorzusehen, wobei mehrere oder sämtliche Ausgänge der
Zählkette an die Eingänge eines Kreuzschienenverteilers führen können, an dessen
dazu senkrecht verlaufende Schienen die Signallampen des entsprechenden Signalgebers
steuerbar angeschlossen sind, so daß durch stromleitendes Verbinden bestimmter waagrechter
und senkrechter Schienen des Kreuzschienenverteilers die Signaldauer einzelner Signalbilder
des betreffenden Signalgebers einstellbar ist.
Weitere Einzelheiten
der Erfindung ergeben sich aus mehreren in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispielen. Es zeigt Fig. 1 die Schaltung eines Ausführungsbeispiels
zur Regelung eines Signalgebers einer Kreuzung von einer gemeinsamen Steuerzentrale,
Fig. 2 die am Taktgeber- und den verschiedenen Taktverteilerausgängen anstehenden
Spannungsimpulse, Fig. 3 ein Zeitdiagramm der zwei die Signallampen unmittelbar
schaltenden Relais und des Signalbildumlaufs eines Signalgebers, Fig. 4 eine Variante
des Schaltgeräts zur Regelung eines Signalgebers an der Kreuzung von einer gemeinsamen
Steuerzentrale, Fig. 5 das Zeitdiagramm der zwei die Signallampen unmittelbar schaltenden
Relais und des Signalbildumlaufs eines Signalgebers, der durch das Schaltgerät gemäß
Fig. 4 eingestellt wird.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besteht aus einer Zentrale Ze,
einem Schaltgerät SchG, zwei Schaltrelais A und B, welche mit
ihren Kontakten a2, a 3 und b 1 bis b 3 die verschiedenen Signalbilder
des Signalgebers Sg einstellen. Das Schaltgerät SchG befindet sich an der
Kreuzung, und deshalb ist das Schaltrelais A nur durch eine einzige Leitung
L 1 mit der Zentrale Ze verbunden. Wie weiter unten ausgeführt werden wird,
kann das Schaltgerät SchG
ebenfalls in der Zentrale Ze angeordnet werden und
dann ist eine weitere Leitung L 2 notwendig, die in der Darstellung eingeklammert
ist, um das Relais B mit der Zentrale Ze zu verbinden.
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Das Relais A wird über die Leitung L 1 erregt.
Nachdem, wie in Fig. 3 dargestellt, das Relais B bereits angezogen war, leuchtet
nun das Signal »Rot/ Gelb« so lange auf, bis, wie nachfolgend erläutert wird, nach
3 Sekunden das Relais B abfällt und wegen des nun allein angezogenen Relais A am
Signalgeber Sg das Signal »Grün« erscheint. Dazu gibt der Kontakt a 1 über den Kondensator
C 2 einen kurzen Stromimpuls über den Ringkern K 1 und den Transfluxor Tf
2 und stellt dadurch beide gleichzeitig ein. Durch den Transfluxor
T f 2 wird der Transistor T 7
im Frequenzteiler Ft 1
mit der Netzfrequenz f 2
= 50 Hz abwechselnd leitend und gesperrt und so der
Treiberkern TK l abwechselnd eingestellt und abgefragt, wodurch seine Impulse in
den Zählkern ZK 1 eingespeichert werden. Da das Zählvolumen des Zählkerns ZK 1 beispielsweise
fünf Impulse beträgt, wird durch den fünften Impuls der Transistor T8 leitend und
gibt einen Impuls an den Frequenzteiler Ft 2 ab, der genau wie der Frequenzteiler
Ft l aufgebaut ist. Gleichzeitig wird der Zählkern ZK 1 in seine Ruhelage zurückgestellt.
Beim fünfundzwanzigsten eingespeisten Impuls gibt nun der Frequenzteiler Ft 2 einen
Impuls an den Frequenzteiler Ft 3,
und dessen Treiberkern TK2 speichert diesen
Impuls im Zählkern ZK2. Der Frequenzteiler Ft3 arbeitet nun beispielsweise im Verhältnis
.6: 1, d. h., daß nach insgesamt hundertfünfzig Impulsen am Eingang des Frequenzteilers
Ft l vom Transistor T 9 ein Impuls abgegeben wird, der den Zählkern
ZK2 in seine Ruhelage zurückbringt, den Transfluxor Tf 2 blockiert und den
Ringkern KI abfragt, wodurch der Transistor T 4 kurzzeitig leitend wird und den
Transfluxor Tf 3 blockiert. Der vom Generator G2 gelieferte Abfrage-Wechselstrom
mit einer Frequenz von z. B. 25 kHz kann jetzt den Transistor T6 nicht mehr leitend
machen, so daß das Relais B abfällt. Der Signalgeber Sg zeigt jetzt »Grün«, wie
oben bereits erwähnt wurde.
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Durch die Verwendung der Netzfrequenz f 2 = 50 Hz und eines Frequenzteilerverhältnisses
von insgesamt 150: 1 verstreicht zwischen dem Einstellen und dem Blockieren
des Transfluxors T f 2 insgesamt ein Zeitraum von 3 Sekunden, da nur
eine Halbwelle der Netzfrequenz gezählt wird. Bei Verwendung eines Frequenzteilers
Ft 3' mit einem anderen Teilungsverhältnis, beispielsweise 4:1, wäre dieser
Zeitraum 2 Sekunden.
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Das Relais A fällt ab, wie dies in Fig. 3 zu sehen ist, und damit
erscheint das Signal »Gelb« am Signalgeber Sg. Gleichzeitig mit Abfallen des Relais
A gelangt durch seinen Kontakt a 1 über den Kondensator C 3 ein Impuls an
den Ringkern K 2 und den Transfluxor T f 2, die dadurch beide eingestellt
werden. Wiederum läuft die Netzfrequenz f 2 = 50 Hz in die FrequenzteilerFtl,
Ft 2 und Ft 3, so daß nach 3 Sekunden vom Transistor T9 ein Impuls
an den Transfluxor Tf 2 gegeben wird, der diesen blockiert und weiterhin
den Ringkern K 2 abfragt.
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Dadurch wird der Transistor T 5 leitend und stellt den Transfluxor
Tf 3 ein, so daß durch den Abfrage-Wechselstrom des Generators G2 der Transistor
T6 abwechselnd leitet und sperrt und damit das Relais B 3 Sekunden, nachdem das
Relais A abgefallen ist, anzieht (vgl. Fig. 3). Damit erlischt das Signal »Gelb«
und leuchtet das Sperrsignal »Rot« am Signalgeber Sg auf.
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Die in Fig. 4 dargestellte Schaltung verwendet die Sekundentakte des
Taktgebers Tg in der Zentrale, um einen Taktverteiler mit drei Ausgängen fortzuschalten
und damit die Dauer der übergangssignale »Rot/Gelb« bzw. »Gelb« festzulegen. Das
Relais A wird über die Leitung L 1 von der Zentrale Ze aus (Fig. 1) erregt. Dies
erfolgt, wie in Fig. 5 angenommen, zum Zeitpunkt Sekunde 0. Da das Relais B bereits
angezogen war, leuchtet nun das Signal »Rot! Gelb« auf, bis, wie nachfolgend erläutert
wird, nach 3 Sekunden das Relais B abfällt und wegen des nun allein angezogenen
Relais A am Signalgeber das Signal »Grün« erscheint. Dazu gibt der Kontakt a1 über
den Kondensator C 2 einen kurzen Stromimpuls über den Ringkern K 1 und über den
Ringkern K 3. Das ist der erste Kern des Taktverteilers, der durch den Taktgeber
Tg in der Zentrale Ze im Takte von einer Sekunde weitergeschaltet wird. Nach 1 Sekunde
wird also der Transistor T7, nach 2 Sekunden der Transistor T 8 und nach 3 Sekunden
der Transistor T 9 leitend. Die Ausgänge 1', 2', 3' der Transistoren sind an die
senkrechten Schienen 1', 2', 3' eines kleinen Kreuzschienenverteilers mit zwei waagerechten
Schienen gn und rt geführt, und durch diesen kann die Dauer der Übergangsphase »Rot/Gelb«
bzw. »Gelb<« eingestellt werden. Im vorliegenden Fall ist der Ausgang 3' des
Transistors T9 mit der Schiene gn verbunden. Wenn also der Umschaltkontakt
a 1
die Kerne K 1 und K 3 eingestellt hat, wird durch den 1-Sekunden-Takt
des Taktgebers Tg 3 Sekunden danach der Transistor T9 leitend und fragt über die
Schiene gn den Kern K1 ab. Dieser macht den Transistor T 4 leitend, der seinerseits
den Transfluxor T f 3
blockiert und damit das Relais B abfallen läßt.
Dies entspricht dem Einsatzpunkt 2° in Fig. 5, d. h., nachdem 3 Sekunden lang beide
Relais A und B angezogen waren und damit das Signal »Rot/Gelb« aufgeleuchtet
hatte,
erscheint nun am Signalgeber Sg das Signal »Grün«. Wenn nun im Einsatzpunkt 3° das
Relais A abfällt, sind beide Relais A und B abgefallen, und
damit erscheint das Übergangssignal »Gelb« am Signalgeber Sg. Durch den abgefallenen
Kontakt a 1 wurde aber noch der Ringkern K 2 und auch wieder der Ringkern
K 3 eingestellt. Nach 2 Sekunden wird der Transistor T 3 leitend und fragt über
seinen Ausgang 2' und die Schiene rt den Ringkern K2 ab. Dadurch wird der Transistor
T5 leitend und stellt den Transfluxor Tf 3 ein, so daß das Relais
B
angezogen wird, also am Signalgeber Sg das Signal >:Rot« erscheint.
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Wenn das Schaltgerät SchG, wie bisher angenommen, an der Kreuzung
angeordnet ist, werden im Falle der Fig. 1 eine Leitung L 1 für das Relais A und
im Falle der Fig. 4. zusätzlich eine weitere Leitung L 3 zur Übertragung des 1-Sekunden-Taktes
vom Taktgeber Tg in der Zentrale Ze an den Taktverteiler im Schaltgerät ScliG benötigt.
Beide Schaltgeräte SchG
sowohl nach Fig. 1 als auch nach Fig. 4 können aber
auch in der Zentrale Ze vorgesehen werden, und dann entfallen der Umschaltkontakt
ca 1, die Kondensatoren C 2, C 3 und die Leitung L 3. Die Anschlüsse
X 1, Y l, die in Fig. 1 unmittelbar an die negative Spannung - U, führen,
sind dann an die Punkte zu führen, an welche bisher die Anschlüsse X2, Y2 ge-
führt
haben. Außerdem ist eine weitere Leitung (L 2) für das Relais B erforderlich.