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Meldungsgeber für den Betriebszustand der Signallampen einer Straßenverkehrssignalanlage
Die Erfindung bezieht sich auf Meldungsgeber für den Betriebszustand der Signallampen
einer Straßenverkehrssignalanlage, vorzugsweise mit einer Sicherheitseinrichtung
gegen die Gefahr der gleichzeitigen Freigabe einander gefährdender Verkehrsflüsse,
wobei diese Geber Anzeige- und/oder Alarmgeräte in der Zentrale und gegebenenfalls
die Sicherheitseinrichtung gegen einander gefährdende Verkehrsflüsse steuern, indem
für jede zu überwachende Signallampe ein gegen den Einfall von Fremdlicht abgeschirmter
lichtelektrischer Empfänger (z. B. eine lichtelektrische Generator- oder Widerstandszelle),
und zwar vorzugsweise im Signalgebergehäuse angeordnet, vorgesehen ist. Bei Straßenverkehrssignalanlagen
können verkehrsgefährdende Zustände dadurch auftreten, daß einerseits die den Verkehr
sperrenden Signallampen während der erforderlichen Zeit nicht aufleuchten und daß
andererseits die den Verkehr freigebenden Signallampen zur Unzeit aufleuchten. Diesem
Übelstand begegnet man bisher im allgemeinen dadurch, daß geeignete Maßnahmen entweder
das Aufleuchten der den Verkehr sperrenden Signallampen sicherstellen, indem beispielsweise
die dafür vorgesehenen Signalfelder mit mehreren Lampen bestückt werden, um so die
durch Fadenbruch mögliche Gefährdung zu verringern, oder daß die Schalter für die
die Verkehrsflüsse freigebenden Signallampen nur im Zusammenhang mit den die gleichzeitig
zu sperrenden Verkehrsflüsse sperrenden Signallampen betätigbar sind. Auch mehrfach
bestückte Signalfelder leuchten aber nicht, wenn in den Zuleitungen ein Kurzschluß
entsteht, und die den Verkehr freigebenden Signallampen können durch Kurzschluß
zwischen verschiedenen Speiseadern aufleuchten, ohne daß ihre Betätigungsschalter
eingeschaltet wurden. Wenn also auch zwischen den Schaltern, um bestimmte Verkehrsflüsse
zu sperren bzw. bestimmte Verkehrsflüsse freizugeben, die nötige Schaltabhängigkeit
besteht, so können trotzdem auch hier verkehrsgefährdende Zustände eintreten, weil
üblicherweise bisher der Betriebszustiind der Signallampen durch parallel zu ihnen
liegende Spannungs- oder in ihren Speisestromkreisen liegende Stromrelais festgestellt
wurde. Aber all die bisher genannten Einrichtungen können noch immer verkehrsgefährdende
Betriebszustände auftreten lassen, da sie kein absolut sicheres Kriterium über den
jeweiligen Betriebszustand der interessierenden Signallampen zu geben vermögen.
Aber gerade dies ist für die Verkehrssignalanlagen unbedingt erforderlich.
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Dazu ist es bereits bekannt, für jede zu überwachende Signallampe
einen gegen den Einfall von Fremdlicht abgeschirmten lichtelektrischen Empfänger
(z. B. eine lichtelektrische Generator- oder Widerstandszelle) in oder nahe dem
Signalgebergehäuse anzuordnen und mit diesem das Aufleuchten oder Nichtaufleuchten
der ihr zugehörigen Signallampe festzustellen und durch entsprechende Leitungen
an die überwachungsstelle zu melden. Eine derartige Überwachung erfordert aber einen
zusätzlichen Leitungsaufwand, und weiterhin müssen an den bereits vorhandenen Signalgeberleuchten
und ihren entsprechenden Geräten aufwendige Änderungen vorgenommen werden, um sie
mit diesen Überwachungseinrichtungen zu bestücken. Schließlich müssen noch Energiequellen
bzw. Verstärkereinrichtungen vorgesehen werden, um bei einem längeren Leitungsweg
auch eine sichere Meidungsübertragung zu gewährleisten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch Verwendung von
lichtelektrischen Empfängern mögliche Überwachung der den Verkehr freigebenden bzw.
den Verkehr sperrenden Signallampen sicherzustellen und diese Meldung mit geringem
Aufwand und ohne zusätzliche Leitungswege vom Signalgeber in das zugehörige Steuergerät
oder gar in die Zentrale zu übertragen. Dabei sollen diese Kriterien mit einfachen
Mitteln von einer Sicherheitseinrichtung gegen die Gefahr der gleichzeitigen Freigabe
einander gefährdender Verkehrsflüsse im Schaltgerät nahe der Kreuzung oder durch
entsprechende Anzeige- und/oder Alarmgeräte in der Zentrale auswertbar sein.
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Erfindungsgemäß wird ein solcher Meldungsgeber für den Betriebszustand
der interessierenden Signallampen einer Straßenverkehrssignalanlage unter Verwendung
eines für jede zu überwachende Signallampe gegen den Einfall von Fremdlicht abgeschirmten
lichtelektrischen
Empfängers dadurch geschaffen, daß die Signallampe Ihit Hilfe des lichtelektrigthen
Empfängers und eines mit Energie aus der zugehörigen Speiseleitung betreibbaren
Wechselspannungsgenerators durch einen über die gleiche Speiseleitung gegebenen
Wechselstrom anderer Frequdiiz also der des Speisenetzes die A-nzeige und/oder A.larmgeräte
in der Zentrale und gegebenenfalls die Sicherheitseinrichtung gegen -einander gefährdende
Verkehrsflüsse steuert.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfmdung kann der lichtelektrische Empfänger
die Spannungsquelle für den aus einer Tunneldiode, einer Drosselspule und einem
veränderbaren Widerstand bestehenden Kippschwingungsgenerator bilden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Schaltungen
eines in der Zeichnung dargestellteil Ausführungsbeispiels. Es zeigt Fig.
1 einen Signalgeber im Schnitt mit den eingebauten Meldungsgebern, Fig. 2
ein Prinzipschema mit eindiii Meldungsgeber und einer Aiiswerteschaltung, F i
g. 3 und 4 Schaltungen, bei denen über die Speiseleitung der Signallampe
ein Alarmrelais vom Meldungsgeber steuerbar ist.
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Bei dem in F i g. 1 dargestellten Signalgeber 1
mit den Schuten 8, 9 und den zwei Signallampen 2, 3,
beispielsweise
einer den Verkehr freigebenden Grünlampe 3 und einer den Verkehr sperrenden
Rotlampe 2, kann man in der oberen Hälfte der Reflektoren 4, 5 jeweils eine
Lichteintrittsöffnung 6, 7 erkennen, die gut gegen das einfallende Tageslicht
abgeschirmt ist-. Dagegen kann bei Aufleuchten der Signallampe 2 bzw.
3 »genügend Licht ausreichender Intensität durch diese Öffnungen 6#
7 eintreten 'und auf die dahinterliegenden lichtelektr-ischen Empfänger
105 11 auftreffen, um sie auszusteüem. Die Emp# fänger 105 11 sind
in dem sönst lichtdichten Röhrchen 12, 13 untergebracht, können alsö vohi
Tageslicht nicht beeinflußt werden.
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Das Prinzipschem-a in F ig, 2 zeigt eine Sigilallampe 2, deren Licht
-auf eine Fotodiode 14 auftrifft und die ihrerseits einen dicht bei der Signallampe
2 vorgesehenen Ilochfrequenzgenerator 15 steuert, Seine Energie erhält
dieser Generator M über die Speiseleitung 16 -der Signallampe 2 aus dem Wechsel'
spannungsnetz, und weiterhin wird die Hochfrequenz des Generators 15
über die Speiseleitung an eineü in der Zentrale oder im Schaltgerät der Kreuzung
vorgesehenen Verstärker 17 gegeben, dann voll einem Richtleiter
18 gleichgerichtet, und danach kann sie eine Auswerteschaltung
19 oder eine Alärmeinrichtung sieuern.
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'Wenn in F i g# 3 der Signallampenschalter 20 eingelegt wird,
trifft das Licht der Rotlampe 2 auf ein Fotoel*ement 21, und dieses regt den aus
einem Trangistor 22, einem vier Wicklungen 231 bis 23" aufweisenden übertrager
23 und einem Kondensator 24 bestehenden Hochfrequenzgenerator 15
zum Schwingen an. Die von diesem Generator 15 er-zeugte Wechselspannung hoher Frequenz
wird über die vierte Wicklung 234 des Übertragers 2,3 und den Kondensator
25 auf die Speiseleitung 16 der Rotlampe 2 gegeben, wobei die beiden
Drosselspulen 26,
27 den Verbraucher (die Rotlampe 2) und den Erzeuger
der Netzspannung für die Hochfrequenz blockieren, während die beiden im Hochfrequenzweg
liegenden Kondensatoren 25, 28 die Netzfrequenz vom Ausgang des Hochfrequenzgenerators
15 und vom Eingang des Hochfrequenzempfängers 17 fernhalten.
In dem Schaltgerät an der Kreuzung wird die bei Aufleuchten der Rotlampe 2 im Generatür
15 entstieheiide Hoehfrequeiiz über elnen überträger 29 eitier
Empfängerschaltung 1-1 zugeführt, die
aus zwei Transistoren
30, 31, einem übertrager 32
mit drei Wicklungen 321 bis
323 und einem Melderelais 33 besteht, Sowohl der Generator
15 im Signalgeber 1 als auch der Hochfrequenzempfänger
17 im Schaltgerät an der Kreuzung werden jeweils über einen aus einem
ohmschen Widerstand 34 bzw. 35
und einem Kondensator 36, 37 bestehenden
Spannungsteiler, an dem je eine Gleichrichterbrücke 38
bzw.
39 und ein Glättungskondensator 40 bzw. 41 angeschlossen sind, mit Gleichspannung
versorgt. Die, weiter nicht bezeichneten Widerstände trild Kondensatoren sorgen
für die richtigen Potentialvethältnisse in der Schaltung bzw. bilden Hochfrequenz#
Pässe.
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in dein in F i g. 4 dargegtellten Hoühfrequäiiigenerator
15 dient eine Tunrieldiöde 42 zur Erzengung der Hochfrequenz, Frequeilzbestimmend
sind dabei die Größe d.er Induktivität 445 des Widerstaftdes 47 und die Betriebsdaten
der Turmeldiode 42. Aubh hier entsteht bei Aufleuchten der Signallampe 2 an der
Fötozelle 45 eine geringe Spannung, dit durch ehle in Durchlaßrichtung gepölte Diöde
46 so könstant gehalten wird, daß die dadurch efttstehende Spanriung uilter der
Talspannung der Tunneldiode 42 liegt. Zusammen mit der Induktivität der D.rogsel#.pule
44 wird nun die Tunneldiode 42 zu annähernd rechteckförmigen Kippschwingungen angeregt,
wobei der Widerstand des Potentiometers 47 und die Größe der Induktivität der Drösselspule
44 zusammen mit den Betriebsdaten der Tunffeldiode 42 die erzielte Kippfrequenz
bestimmen. Um Sinüsschwingungen zu erhalten, ist in dein Schwingkreis ein auf diese
Kippfrequenz abgestimmter Resonanzkreis aus dem übertrager 48 und dem Koirdensato#r
49 eingefügt. An der Sekundärseite des übertragers 48 erhält man somit eine ziemlich
oberwellenfreie Sinusschwingung, die unmittelbar auf die Speiseleitung
16 gegeben werden kafin, da die Signallampe 2 durch den Kondensator
50 überbrückt ist. Da an der Tunneldiode 42 in Durchlaßrichtuiig höchstens
eine Spannung von 1 Volt liegen darf, muß der beini Einschalten der Signallampe
2 auf der Primärseite des übertriagers 48 auftretende Spannungsstoß gedämpft werden.
Dazu liegen parallel zum Ankopplungskreis, nämlich parallel zur Primärwicklung des
übertragers 48, zwei antiparallelgeschaltete Dioden 51, 52. Diese sind so
bemessen, daß ihr im Durchlaßbereich liegender Kennlinienknick bei etwa
0,6 Volt liegt, um so eine überlastung der Tunneldiode 42 zu vermeiden.