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Schaltungsanordnung zum wahlweisen,unterbrechungsfreien
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Anschalten einer Tag- oder Nacht-Wechselspannung für Lichtsignalstromkreise
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum wahlweisen, unterbrechungsfreien
Anschalten einer Tag- oder Nacht-Wechselspannung für Lichtsignalstromkreise, die
aus einem Transformator gespeist werden.
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Bei Lichtsignalanlagen des individualen oder trassengebundenen Verkehrs,
also bei Eisenbahnsignalanlagen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Helligkeit
der Signallampen der jeweiligen Umgebungshelligkeit, hier vorzugsweise-Tag/Nacht,
anzupassen. Hierdurch wird eine blendungsfreie und eindeutige Signalgebung erzielt.
Hierzu ist es erforderlich, die Speisespannung der Signallampen am hellen Tage höher
zu wählen als es bei Nacht erforderlich ist. Dies erfordert eine Umschalteinrichtung
für die Tag/Nacht-Spannung, durch die eine Uberstrahlung der Signalbilder besonders
bei Nacht ausgeschlossen wird.
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Die unterbrechungsfreie Arbeitsweise verhindert ein Ansprechen von
Signalnetzüberwachungseinrichtungen.
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Eine Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art ist in der DE-PS
1 081 041 beschrieben. Auch diese bekannte Schaltung arbeitet bereits unterbrechungsfrei.
Hierbei liegen die Signalstromkreise ständig an einer Sekundärwicklung des Transformators
mit konstanter Wechselspannung, wobei zur Spannungsänderung eine induktiv wirkende
Einrichtung vorgesehen ist, die beim Betätigen von die Spannungsänderung auslösenden
Kontakten eines Tag-Nacht-Schalters ohne Stromunterbrechung der Signalstromkreise
in
diesen eine veränderbare Spannung erzeugen. Dies kann beispielsweise durch einen
gesonderten Dreh- oder Schiebetransformator erfolgen, dessen Sekundärwicklung in
Reihe mit der Sekundärwicklung des die Lichtsignalstromkreise speisenden Transformators
geschaltet wird.
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Der Aufwand bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist durch die
zusätzlich erforderliche induktiv wirkende Einrichtung und deren Stelleinrichtungen
besonders hoch und erfordert viel Platz. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß
unter Vermeidung von induktiv wirkenden, in ihrem elektrischen Verhalten einstellbaren
Einrichtungen eine unterbrechungsfreie wahlweise Anschaltung von Tag- oder Nacht-Wechselspannung
ermöglicht wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Transformator
eine Sekundärwicklung aufweist mit einem Anschluß zur Abgabe der Tag-Wechselspannung
und mit einer Anzapfung für die Nacht-Wechselspannung, daß zwischen den Signalstromkreisen
einerseits und dem Anschluß bzw. der Anzapfung der Sekundärwicklung andererseits
je ein Kontakt vorgesehen ist, die sich sowohl bei der Abgabe von Tag-Wechselspannung
als auch bei der Nacht-Wechselspannung in gegensätzlicher Schaltlage befinden, von
denen derjenige Kontakt, der mit dem Anschluß verbunden ist, durch einen Widerstand
überbrückt ist.
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Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung liegt darin,
daß sie sehr platzsparend und aufwandsarm ist.
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Eine bevorzugte vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß in Reihe
mit dem Widerstand ein weiterer Kontakt geschaltet ist, der mindestens bis zur Vollendung
des Umschaltens von Tag- auf Nacht-Wechsel spannung und umgekehrt geschlossen ist.
Diese Schaltung hat den besonderen Vorteil, daß sie verlustarm arbeitet und der
Widerstand in seinen Abmessungen relativ gering gehalten werden kann.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden nachfolgend näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 eine einfache Schaltungsanordnung zum wahlweisen
Anschalten einer Tag- oder Nacht-Wechselspannung, Figuren 2 und 3 eine verlustarme
Schaltungsanordnung der o. g. Art bei Tag- bzw. Nachtbetrieb; Figur 4 eine Steuerschaltung
für die Schaltungsanordnung nach Figur 2 (3) und Figur 5 ein Ablaufdiagramm zur
Erläuterung der Steuerschaltung nach Figur 4.
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Die Darstellung nach Figur 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zum wahlweisen
Anschalten einer Tag- oder Nacht-Wechselspannung für Lichtsignalstromkreise, die
mit zwei Klemmen K1 und K2 verbunden sind. Die Primärwicklung PTR eines Transformators
TR ist über weitere Klemmen K3 und K4 mit einem Wechselstrom-Versorgungsnetz verbunden.
Eine Sekundärwicklung STR des Transformators TR weist zum Abgriff der Nacht-Wechselspannung
eine Anzapfung AG auf,, während die Tag-Wechselspannung am Anschluß AS zur Verfügung
steht. Zum wahlweisen Anschalten der Anzapfung AG bzw. des Anschlusses an die Klemme
K2 dient ein Umschaltkontakt U eines Relais bzw. Schützes (nicht dargestellt),
welches
im Zusammenhang mit anderen Stellwerksrelais zur Steuerung des Betriebsgeschehens
vorgesehen ist. Anstelle des Umschaltkontaktes U können auch zwei einzelne Kontakte
verwendet werden; wesentlich ist dabei, daß diese Kontakte sich stets in gegensätzlicher
Schaltlage befinden müssen. Parallel zu dem Kontakt, der mit dem Anschluß AS verbunden
ist und zur Steuerung der Tag-Wechsel spannung dient, ist ein Widerstand R geschaltet.
Dieser übernimmt während der Umschaltphasen des Umschaltkontaktes U, also beim Ubergang
von Tag- zur Nacht-Wechselspannung und umgekehrt, die unterbrechungsfreie Stromversorgung
der an die Klemmen K1 und K2 angeschlossenen Lichtsignalstromkreise. Diese werden
bei der dargestellten Stellung des Umschalters U mit Nacht-Wechselspannung versorgt.
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Die Darstellungen nach den Figuren 2 und 3 zeigen diese be verlustarme
Schaltungsanordnung zum wahlweisen Anschalten einer Tag- oder Nacht-Wechselspannung,
und zwar einerseits im Tag- und andererseits im Nachtbetrieb. Schaltungsteile, die
bereits für die Anordnung nach Figur 1 erläutert wurden, sind mit denselben Bezugszeichen
versehen worden. Entsprechendes gilt sinngemäß für die Kontakte in den beiden Schaltungsanordnungen
nach Figur 2 und 3 im Hinblick auf die zugehörigen Antriebsmittel in der Schaltung
nach Figur 4.
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Zur Versorgung von Lichtsignalstromkreisen mit Tag-Wechselspannung
dient die Schaltungsanordnung nach Figur 2 mit der dabei dargestellten Schaltlage
der einzelnen Kontakte. Bei Nachtbetrieb befinden sich dieselben Kontakte in der
anderen Schaltlage (Figur 3). Die Kontakte S31, Sil und S21 gehören zu drei verschiedenen
Schützen S3, S1 und S2 einer Steuerschaltung gemäß Figur 4 (in Tagbetrieb dargestellt)
Die an den geschlossenen Kontakten S11 und
S21 nach oben zeigenden
Pfeile sollen andeuten, daß die zugehörigen Schütze S1 und S2 bezüglich der dargestellten
Schaltlage erregt sind. Das zum Kontakt S31 gehörende Schütz S3 ist dagegen nicht
erregt, also abgefallen.
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Entsprechend der für die Schütze S1, S2 und S3'gewählten Symbolik
ist nur das Schütz Sl anzugverzögert, während die beiden Schütze S2 und S3 anzug-
als auch abfallverzögert sind.
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Bei der Versorgung der an die Klemmen KI und K2 angeschlossenen Lichtsignalstromkreise
(nicht dargestellt) mit Tag-Wechselspannung gelangt diese im wesentlichen vom Anschluß
AS über den Kontakt Sil an die Klemme K2, wobei davon ausgegangen wird, daß die
Klemme K7 auf Nullpotential liegt. Bei der Versorgung der genannten Lichtsignalstromkreise
mit Nacht-Wechselspannung sind die Kontakte S11 und S21 geöffnet und der Kontakt
S31 geschlossen (Figur 3), so daß bei diesem Betriebszustand anstelle der höheren
Tag-Wechselspannung die niedrigere Nacht-Wechselspannung der Anzapfung AG an die
Klemme K2 durchgeschaltet wird. Dabei ist durch den geöffneten Kontakt S21 sichergestellt,daß
der Widerstand R stromlos ist und somit keine Verluste erzeugt. Die Reihenschaltung
aus dem Widerstand R und dem Kontakt S21 hat nur Bedeutung für die Zeitdauer eines
Umschaltvorganges von Tag- auf Nacht-Wechselspannung oder umgekehrt ohne Spannungsunterbrechung.
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Vor der Erläuterung derartiger Umschaltvorgänge wird nachstehend zunächst
die Steuerschaltung nach Figur 4 näher erläutert. Diese zeigt an einer Steuerspannung
(+), (-) ein Steuerrelais-SS, welches über einen Stellwerkskontakt ST, der beim
Tagbetrieb wie dargestellt ist, geöffnet ist, betätigt. Der nach unten gerichtete
Pfeil am Steuerrelais SS deutet an, daß dieses bei der dargestellten Schaltlage
des Stellwerkskontaktes ST abgefallen ist. Das anzugver-
zögerte
und erregte (Pfeil nach oben) Schütz S1 liegt im Anschaltstromkreis eines Kontaktes
SSI des Steuerrelais SS und eines weiteren Kontaktes 332 des Schützes S3. Das Schütz
S2, welches ebenfalls angeschaltet ist, wird durch den bereits genannten Kontakt
SS1 gesteuert. Schließlich ist noch das beim vorliegenden Betriebszustand nicht
erregte Schütz S3 im Anschaltstromkreis zweier Kontakte SS2 und S12 vorgesehen.
Der Kontakt S12 gehört zum Schütz 51.
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Zur Erläuterung zweier Schaltspiele wird ein Ablaufplan nach Figur
5 herangezogen, in welchem vier Diagrammspalten DSS, DSI, DS2 bzw. DS3 dem Steuerrelais
SS bzw. einem der drei Schütze S1, S2 bzw. 53 zugeordnet sind. Das Steuerrelais
SS bzw. die Schütze S1, S2 bzw. S3 sind immer dann angeschaltet, wenn die entsprechenden
Diagrammspalten einen dunkel gefärbten Balken zeigen. Ist dieser Balken auslaufend
in einem hellen Feld, so ist das entsprechende Relais bzw. Schütz bereits abgeschaltet,
jedoch noch nicht abgefallen. Oberhalb der dunklen Balken sind Zeiträume angedeutet,
bei welchen das Steuerrelais bzw.
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die Schütze bereits an Steuerspannung liegen, jedoch aufgrund der
jeweiligen Anzugverzögerung noch nicht geschaltet haben.
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Ausgehend von der Schaltlage der Kontakte in der Schaltungsanordnung
nach Figur 2 bezüglich der Versorgung mit Tag-Wechselstrom sind zum Zeitpunkt tO
das Steuerrelais SS und das Schütz S3 abgefallen und die Schütze S1 und S2 erregt.
Zum Umschalten von Tag-Wechselspannung auf Nacht-Wechselspannung möge zum Zeitpunkt
t1 der Stellwerkskontakt- ST geschlossen werden. Dies hat zur Folge, daß das Steuerrelais
SS nach einer sehr kurzen Verzögerung angeschaltet wird. Hierdurch öffent der Kontakt
SS1, so daß,
obwohl der Kontakt S32 noch geschlossen ist, das Schütz
S1 nach einer zu vernachlässigenden Verzögerungszeit abschaltet. Hierdurch öffnet
dessen Kontakt S11. Die weitere Versorgung mit Tag-Wechselspannung erfolgt von dem
Zeitpunkt an über den bis dahin noch geschlossenen Kontakt S21 und den Widerstand
R. Je nach Bemessung dieses Widerstandes und der erforderlichen Energie für die
angeschlossenen Lichtsignalstromkreise stellt sich' an dem Widerstand R ein Spannungsabfall
ein, so daß praktisch an der Klemme K2 eine gegenüber der Tag-Wechselspannung verminderte
Wechselspannung vorhanden ist, und zwar unterbrechungsfrei. Durch Öffnen des Kontaktes
SS1 wird auch das Schütz S2 stromlos; es fällt jedoch noch nicht sofort ab, sondern
erst nach dem Ablauf der betreffenden Abfallverzögerungszeit. Vorher wird nach dem
Schließen der Kontakte SS2 und S12 das Schütz S3 an die Steuerspannung gelegt; es
zieht jedoch erst nach seiner Anzugsverzögerungszeit an. Dies hat das Schließen
des Kontaktes S31 (Figur 2) und das .Öffnen des Kontaktes S32 (Figur 4) zur Folge.
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In dem Zeitraum, in welchem das Schütz S3 eingeschaltet ist und das
Schütz 32' noch nicht abgeschaltet hat, fließt über den Widerstand R und den Kontakt
S21 ein Strom, der sich aus dem Widerstandswert und der Spannung zwischen dem Anschluß
AS und der Anzapfung AG ergibt. Die Zeitdauer ist jedoch sehr gering, so daß sich
die Verlustenergie während des Umschaltvorganges auf ein Minimum begrenzt. Zum Zeitpunkt
t2, also nach dem Abschalten des Schützes S2, gilt für die Kontakte der Schaltungsanordnung
zum wahlweisen Anschalten einer Tag- oder Nacht-Wechselspannung die Lage, wie sie
die Anordnung nach Figur 3 für den Nachtbetrieb zeigt.
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Für einen Ubergang von der Versorgung mit Nacht-Wechselspannung auf
Tag-Wechselspannung möge zum Zeitpunkt t3
der Stellwerkskontakt
ST wieder geöffnet werden, so daß nach einer zu vernachlässigenden Verzögerungszeit
das Steuerrelais SS abschaltet und dessen Kontakte SS1 und SS2 wieder in diejenige
Schaltlage wechseln, wie sie in der Anordnung nach Figur 4 dargestellt sind. Obwohl
der Kontakt S12 noch geschlossen ist, wird das Schütz S3 wieder stromlos, da der
Kontakt 332 bereits geöffnet ist.
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Aufgrund der Abfallverzögerungszeit des Schützes S3 schaltet dieses
jedoch noch nicht, sondern erst zu einem späteren Zeitpunkt. Durch Schließen des
Kontaktes SS1 wird das Schütz S2 an Steuerspannung gelegt; es schaltet jedoch erst
nach einer vorgegebenen Anzugsverzögerungszeit, vergl. Diagrammspalte DS2. Nach
dem Abschalten des Schützes 33 ist dessen Kontakt S32 wieder geschlossen. Da vorher
bereits der Kontakt SSl ebenfalls wieder in die dargestellte Lage wechselte, wird
das Schütz S1 an Steuerspannung gelegt; es zieht nach der vorgegebenen Anzugsverzögerungszeit
an, so daß dessen Kontakt S11, wie in Figur 2 dargestellt ist, wieder schließt und
der Kontakt 312 (Figur 4) wieder öffnet. Zum Zeitpunkt t4 ist somit die geforderte
Versorgung mit Tag-Wechselspannung über die Klemmen K1 und K2 gegeben. Auch während
des nunmehr beschriebenen Umschaltvorganges ist der Widerstand R3 nur sehr kurzzeitig
belastet, und zwar nur solange, wie die Schütze S2 und S3 gleichzeitig erregt sind.
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2 Patentansprüche 5 Figuren