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Schaltungsanordnung zum eigensicheren Vergleich von logischen VerknUpfungssystemen
in Eisenbahnsicherungsanlagen.
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Die Erfindung befasst sich mit einer Schaltungsanordnung zum eigensicheren
Vergleich von logischen Verkntfungssystemen bei Eisenbahnsicherungsanlagen, bei
denen in den Uberwachungsstromkreisen elektronische Bauelemente verwendet werden,
deren Speisestrom aus einer Wechselstromquelle ueber einen Transformator entnommen
wird.
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Pur das Steuern und überwachen des Betriebsablaufes werden in den
Eisenbahnanlagen Schaltungsanordnungen verwendet, bei denen Störungen in den Aussenanlagen
und Fehler in der Stellwerksschaltung keine den Fahrbetrieb gefliihrdenden Schaltzustände
verursachen können. Um diese hohe Betriebssicherheit zu erreichen, werden die von
den Zugfahrten betroffenen Einrichtungen,wie Weichen, Signale usw., auf ihre betriebsbedingte
Lage überwacht. Die lageabhängigen Überwachungskennzeichen müssen nun all den Steuer-
und Uberwachungsstromkreisen zugeführt werden, bei denen die überwachte Einrichtung
in irgendeiner Weise auf den Betriebsablauf Einfluss nimmt. Um die gleichen Wirkungen
in allen Stromkreisen zu erreichen, werden vielkontaktige Signalrelais verwendet,
deren Kontakte zwangsgeführt sind.
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Elektromechanische Schaltelemente müssen, um Betriebsstörungen möglichst
zu vermeiden, laufend gewartet werden, was die Betriebskosten der Anlagen erhöht.
Ausserdem sind die Schaltzeiten dieser Schaltelemente relativ gross, so dass es
erforderlich ist, durch das Bestreben, immer grössere Betriebsbereiche von einer
zentralen Stelle aus zu steuern und zu überwachen, schnell schaltende Bauelemente
zu verwenden. Hierfür bieten sich logische Verknüpfungssysteme mit elektronischen
Bauelementen an. Hierbei entfallen auch die hohen Kosten für die bei elektromechanischen
Schaltelementen erforderliche Wartung.
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Es ergeben sich jedoch mit der Verwendung von elektrischen Bauelementen
in logischen Verknüpfungssystemen Sschwierigkeiten, die mit zwangsgeführten Kontakten
gegebene hohe Betriebssicherheit zu erreichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Eisenbahnsicherungsanla
gen logische Verknüpfungssysteme zu verwenden, die die Vorteile der elektronischen
Bauelemente besitzen, jedoch deren Nachteile durch einen eigensicheren Vergleich
weitestgehend vermeiden. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zum Vergleichen
der Ausgang signale zweier logischer Verknüpfungssysteme auf dem zum Ubertragen
des Wechselstromes mit einer Primärwioklung und einer Sekundärwicklung versehenen
Transformator mindestens zwei zusätzliche Wicklungen angeordnet sind, von denen
die eine Wicklung Uber einen Widerstand und eine Diode parallel zu der Primärwicklung
und die andere Wicklung jeweils über Je eine Diode und Je einen Widerstand parallel
zu der Sekundärwicklung geschaltet sind, und dass zwischen die Verbindungspunkte
der Dioden mit den Widerständen und dem Fusspunkt der zusätzlichen Wicklung die
Kollektor-Emitterstrecken 3e eines Transistors geschaltet sind, deren Basis mit
Je einem Ausgang der logischen Verknüpfungssysteme verbunden sind.
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Hierbei ist es zweckmässig, um bei Störungen die Abgabe eines falschen
Kennzeichens sicher zu verhindern, für den Transformator Bleche mit ausgeprägten
Knicken in der Magnetisierungskurve zu verwenden.
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Die Erfindung sei anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
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In der Figur sind nur die Schaltungsteile dargestellt, die für das
Verständnis der Erfindung unbedingt erforderlich sind.
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Die Schaltungsanordnung zeigt beispielsweise den Vergleich der Ausgangssignale
zweier logischer VerknUpfungssysteme LV 1 und LV 2, denen
aus einer
Wechselstromquelle U über einen Transformator Tr mit nachgeschaltetem Gleichrichter
D 4 und einem Glättungskondensator eine Gleichspannung UB zugeführt wird. Die an
den Ausgängen A bzw. B der VerknüpfungsEysteme LV 1 bzw. LV 2 anliegenden Signale
werden zu ihrem Vergleich jeweils der Basis eines Transistors T 3 bzw. T 2 zugeführt.
In der Figur ist zwischen den Ausgang A des Systems LV 1 und der Basis des Transistors
T 3 ein Inverter JV geschaltet. Hierbei ist angenommen, dass im Normalfall an den
Ausgängen A und B gleiche Signale, z.B. mit der Kennzeichnung L oder 0, anstehen.
Sind die Ausgangssignale im Normalfall in ihrer Kennzeichnung unterschiedlich, z.B.
O bzw. L oder L bzw. O, so entfällt der Inverter IV.
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Der Transformator Tr besitzt eine Primärwicklung W 1 und eine Sekundärwicklung
W 5 zur Entnahme des Wechselstromes für die Speisung der logischen Verknüfungssysteme.
Weiterhin sind auf dem Transformator zwei zusätzliche Wicklungen W 2 und W 4 angeordnet,
über die der Transformator in den oberen oder unteren Bereich der Magnetisierungskurve
gesteuert werden kann. Die Dimensionierung der Stromkreise ist beispielsweise so
ausgeführt, dass über den Stromkreis der Diode D 1, den Widerstand R 1 und die Wicklung
W 2 der Transformator in den oberen Bereich der Magnetisierungskurve gesteuert wird
und jeweils über einen der Stromkreise mit den Dioden D 2 bzw. D 5 und den Widerständen
R 2 bzw. R 5 über die Wicklung W 4 der Transformator in den unteren Bereich der
Magnetisierungskurve gesteuert wird, wobei die Grössen aller drei Ströme gleich
sind. Hierdurch wird erreicht, dass die Wirkung des durch die Wicklung W 2 fliessenden
Stromes durch einen entsprechenden Strom in der Wicklung W 4 kompensiert werden
kann.
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Zwischen die Verbindungspunkte der Dioden D 2 bzw. D 5 mit den Widerständen
R 2 bzw. R 3 und dem Fusspunkt der Wicklung W 4, der mit dem einen Anschlusspunkt
der Wicklung W 3 verbunden ist, sind die Kollektor-Emitterstrecken der Transistoren
T 2 bzw. T 3 geschaltet.
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Liegen in der dargestellten Schaltungsanordnung - Inverter Iv zwischen
den Ausgang A und die Basis des Transistors T 3 geschaltet - an den Ausgängen A
und B die störungsfreien Signale mit der gleichen Kennung 0 und 0 bzw. L und L an,
dann wird jeweils einer der Transistoren T 2 bzw. T 3 durchgeschaltet, während der
andere Transistor T 3 oder T 2 gesperrt wird. Der jeweils durchgeschaltete Transistor,
z.B. T 2, leitet über seine Kollektor-Emitterstrecke den über den entsprechenden
Widerstand, z.B. R 2, zur Wicklung W 4 fliessenden Strom ab, so dass in der Wicklung
W 4 lediglich der Strom über den Widerstand R 3 und die Diode D 3 zur Wirkung kommt.
Die Schaltungsanordnung ist für solche Fälle so ausgelegt, dass sich die Wirkungen
der in den Wicklungen W 2 und W 4 fliessenden Ströme aufheben. In den Zuleitungen
der Primärwicklung W 1 fliesst der normale Wechselstrom.
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Tritt an einem der Ausgänge ein falsches Signal auf, z.B. an dem Ausgang
A anstelle der Kennung O ein L, die Kennung L hierbei durch den Inverter Iv auch
in 0 verwandelt, dann sind beide Transistoren T 2 und T 3 gesperrt. Dadurch fliesst
in der Wicklung W 4 der doppelte Strom und der Arbeitspunkt des Transformators Tr
wird in den unteren Bereich der Magnetisierungskurve verlegt. Hierdurch steigt der
Strom in der Primärwicklung W 1 stark an, so dass ein in der Stromzuführung angeordnetes
stronabhängiges Schaltelement, z.B. die Sicherung Si, anspricht und die Speisespannung
UB von den logischen Verknüpfungsystemen abtrennt. Dies hat zur Folge, dass ein
unter Umständen betriebsgefährdender Steuervorgang nicht ausgeführt wird.
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Liegt an den Ausgängen A und B im Normalfall die Kennung O an und
wird fälschlich an dem Ausgang B die Kennung L gegeben, dann werden beide Transistoren
T 2 und T 3 durchgeschaltet. Die Ströme durch die Wicklung W 4 über die Widerstände
R 2 und R 3 werden über die Kollektor-Emitterstrecken der Transistoren T 2 und T
3 abgeleitet, so dass der Arbeitspunkt des Transformators Tr durch den in der Wicklung
W 2 fliessenden Strom in den oberen Bereich der Magnetisierungskurve verlegt
wird.
Auch in diesem Falle spricht beispielsweise die Sicherung Si an und schaltet die
Speisespannung UB von den Verkntpfungssystemen LV 1 und LV 2 ab.
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Die Stromänderung zwischen dem im Normalfall und dem im Störungsfall
in der Primärwicklung W 1 des Transformators Tr fliessenden Stromes kann durch die
Verwendung von Transformatorenblech, das in der Magnetisierungskurve ausgeprägte
Knicke aufweist, vergrössert werden.
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2 Patentansprüche 1 31. Zeichnung mit 1 Fig.