DE3527828A1 - Einrichtung zur ueberwachung des betriebs einer signallampe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Lichtsignale in Eisenbahnanlagen müssen signaltechnisch sicher betrieben werden. Dies bedeutet, daß ihre Funk­ tion ständig überwacht und ein Ausfall sofort erkannt und durch Inbetriebnahme eines Ersatzsignals, z. B. eines Nebenglühfadens wirkungslos gemacht werden muß.

Um eine Funktionsüberwachung zu ermöglichen, wird jede einzelne Signallampe (siehe z. B. "Eisenbahntechnische Praxis" 1959, Heft 3, Seiten 25 bis 26) über einen ge­ trennten Lampentransformator betrieben, der in der Nähe der Signallampe angeordnet ist und bewirkt, daß der vom Stellwerk zum Signaleinsatz führende, über die Primär­ wicklung des Lampentransformators verlaufende Speise­ stromkreis nicht unterbrochen wird, wenn die Signallampe durch Glühfadenbruch ausfällt. Durch die fehlende Be­ lastung auf der Sekundärseite des Lampentransformators wird lediglich der Strom im Speisestromkreis reduziert.

Letzteres läßt sich mittels einer Überwachungseinrich­ tung, die aus einem mit seiner Primärwicklung im Speise­ stromkreis liegenden Überwachungstransformator und einem an dessen Sekundärwicklung angeschlossenen Überwacherre­ lais besteht, feststellen und anzeigen. Wie aus dem oben angegebenen Aufsatz hervorgeht, müssen die für den Be­ trieb der Signallampen erforderlichen Bauelemente, um sicher arbeiten zu können, genau aufeinander abgestimmt sein. Die Betriebsspannungen der Signallampen müssen außerdem, insbesondere wenn die Signale bei Nacht mit geringerer Spannung als bei Tag gespeist werden sollen, genau an die jeweilige Stellentfernung angepaßt werden. Letztere ist auf einen Wert (6,5 km) begrenzt, der für heute angestrebte, große Stellwerksanlagen zu klein er­ scheint.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrich­ tung anzugeben, mit der die Funktionsüberwachung einer Signallampe über eine größere Stellentfernung hinweg möglich ist, ohne daß hierzu speziell dimensionierte Bauelemente mit genau eingestellten Schaltschwellen verwendet werden müssen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch den Modulator wird dem Signallampenstrom eine Art Lebenszeichen aufmoduliert, dessen Vorhandensein im Stellwerk geprüft werden kann und eine Aussage darüber zuläßt, ob im Sekundärstromkreis des Lampentransforma­ tors Strom fließt oder nicht. Dabei muß der Modulator so aufgebaut sein, daß er erst arbeiten kann, wenn der Strom im Sekundärstromkreis für den Betrieb der Signal­ lampe ausreicht. Die Überwachungsschaltung im Stellwerk muß die Modulation des Modulators signaltechnisch sicher erkennen.

Eine besonders einfache Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Einrichtung (Anspruch 2) verwendet als Modulator eine Aus­ tastschaltung, die einzelne Halbwellen des Signallampen­ stromes austastet. Diese Austastung kann nach einem be­ stimmten, nicht versehentlich produzierbaren Muster geschehen, so daß eine Ausgabe eines solchen Musters auf­ grund eines Fehlers (etwa des Schwingens eines Schal­ tungsteils) ausgeschlossen werden kann.

Um auch Fassungskurzschlüsse der Signallampe zu erkennen, kann, wie in Anspruch 3 beschrieben, der Betrieb des Mo­ dulators direkt von der Lichtabgabe der Signallampe ab­ hängig gemacht werden oder es kann (Anspruch 4) die Be­ triebsspannung für den Modulator unmittelbar an der Lampenfassung abgegriffen werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Einrichtung nach der Er­ findung (Anspruch 5) ermöglicht die Überwachung mehrerer Signallampen mittels einer Überwachungsschaltung. Dies ist z. B. bei Anschaltung des eingeschränkten Fahrbegrif­ fes, der den gleichzeitigen Betrieb zweier Signallampen erfordert, von Vorteil.

Eine in Anspruch 6 beschriebene Ausgestaltung der er­ findungsgemäßen Einrichtung ermöglicht schließlich auf einfache Weise die Einschaltung anderer Einrichtungen, z. B. Ersatzlichtquellen, bei Ausfall der zunächst be­ triebenen Signallampe.

Anhand von 4 Figuren sollen nun Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung beschrieben werden. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Signallampenstromkreis mit der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines einfachen Modulators,

Fig. 3 einen Stromkreis mit zwei Signallampen,

Fig. 4 einen Stromkreis mit geschalteter Ersatzlichtquelle.

In Fig. 1 ist schematisch ein Signallampenstromkreis dargestellt, der in seinem in der Außenanlage befind­ lichen Teil, dem sogenannten Signaleinsatz SE, eine Signallampe SL, einen Lampentransformator LT und einen Modulator M, und in seinem stellwerksseitigen Teil SW eine Überwachungsschal­ tung Ü und einen Überwachungstransformator ÜT enthält.

Der Signallampenstromkreis wird vom Stellwerk aus mit Wechselspannung beaufschlagt, sobald die Schalter S 1 und S 2 geschlossen werden.

Es fließt nun ein Strom über die Primärwicklungen des Lampentransformators LT und des Überwachungstransforma­ tors ÜT. In der Sekundärwicklung des Lampentransforma­ tors wird dadurch eine Wechselspannung induziert, welche einen Strom über die Signallampe SL und den Modulator M treibt. In der Sekundärwicklung des Überwachungstrans­ formators ÜT wird ebenfalls eine Spannung induziert, die ein Maß für den im Signallampenstromkreis fließenden Strom darstellt und in der Überwachungsschaltung ausge­ wertet wird.

Beim Stand der Technik, wo kein Modulator verwendet wird, besteht die Überwachungsschaltung aus einem Relais, welches rückfällt, wenn der im Signallampenstromkreis fließende Strom und damit auch die in der Sekundärwicklung des Überwachungstransformators induzierte Spannung unter einen vorgegebenen Wert absinken. Ein Bruch des Lampen­ fadens z. B. erhöht den induktiven Widerstand des Lampen­ transformators und sorgt damit für ein Absinken des primärseitig fließenden Stromes. Dieser Strom sinkt je­ doch wegen der Eigenverluste des Lampentransformators und wegen der Kabelkapazität, die in der Figur durch einen Kondensator C _K wiedergegeben ist, nie ganz auf Null ab. Insbesondere bei großen Entfernungen zwischen Stellwerk und Signaleinsatz besteht sogar die Gefahr, daß der über die Kabelkapazität fließende Blindstrom das Unterschreiten des Rückfallwertes des Überwachungs­ relais und somit das Erkennen eines Glühfadenbruchs ver­ hindert.

Durch den Modulator M wird der Signallampenstrom jedoch in charakteristischer Weise moduliert, so daß sein Fließen von der Überwachungsschaltung im Stellwerk fest­ gestellt werden kann, sofern diese Überwachungsschaltung für den Empfang des durch den Modulator erzeugten, dem Strom aufgeprägten Signales ausgebildet ist.

Ein Erscheinen der Modulation, ohne daß Signallampenstrom fließt, darf ausgeschlossen werden, sofern das Modulations­ signal nicht so einfach gestaltet ist, daß es durch fehlerhafte Betriebsweisen von Bauelementen (z. B. Schwingungen) nachgebildet werden kann.

Eine Unterbrechung des Signallampenstromkreises wird somit in jedem Falle am Fehlen der Modulation erkannt. Ein Kurzschluß (z. B. durch Adernberührung) ebenfalls, sofern durch ihn ein Unterschreiten einer zum Betrieb der Signallampe erforderlichen Mindestspannung, welche gleichzeitig die Ansprechschwelle des Modulators bildet, bewirkt wird.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen einfachen Modulator. Dieser Modulator M 5 enthält einen Triac T, der mit seiner Schaltstrecke in der Zuleitung zur Signallam­ pe SL 3 liegt, einen über einen Koppelkondensator C an Wechselspannung liegenden Impulsformer JF, der aus der Wechselspannung gewonnene Impulse einem Zähler Z zu­ führt.

Die Ausgänge des Zählers sind mit einem Decoder DC ver­ bunden, dessen Ausgang über einen im Gleichstrompfad einer Dioden-Brückenschaltung liegenden Optokoppler die Steuerstrecke des Triac durchschaltet oder unterbricht. Die Stromversorgung des Impulsformers und des Zählers erfolgt durch eine parallel zur Signallampe geschaltete Stromversorgungsschaltung SV.

Mittels des Decoders kann bei diesem Modulator der Triac für vorgegebene Wechselstromhalbwellen gesperrt werden. Es können dabei bestimmte Muster eingestellt werden, die nicht durch Zufall nachzubilden sind. Fällt die Signallampe aus, wird die Sekundärwicklung W des Lampen­ transformators nur noch durch die Stromversorgungsschal­ tung SV belastet. Deren Stromaufnahme ist gering und außerdem unmoduliert. Die Störung wird demnach erkannt. Tritt Kurzschluß auf, so arbeitet der Modulator entweder überhaupt nicht, da er keine ausreichend hohe Spannung erhält, oder er liefert (bei Fassungskurzschluß der Signallampe) eine Folge kurzer Stromimpulse, die mit dem eingestellten Modulationsmuster nichts gemeinsam hat. Die Störung wird somit ebenfalls erkannt. Um Fassungs­ kurzschlüsse aus dem Ausbleiben jeglicher Modulation zu erkennen, kann das Arbeiten des Modulators auch von einer Photozelle abhängig gemacht werden, die von der Signallampe beleuchtet wird.

In Fig. 3 sind innerhalb des Signaleinsatzes SE zwei Lampentransformatoren LT 1, LT 2, zwei Modulatoren M 1, M 2 und zwei Signallampen SL 1, SL 2 dargestellt. Die Primär­ wicklungen beider Transformatoren werden aus einem Strom­ kreis gespeist. Sie werden jedoch getrennt durch Energie­ schalter ES 1, ES 2 angeschaltet. Bei dieser Schaltung können Kabel eingespart werden, wenn die Energieschalter über nicht dargestellte Steuerleitungen oder über eine serielle Datenverbindung steuerbar sind. Beide Modulatoren erzeugen voneinander unterscheidbare Muster, die von der Überwachungsschaltung Ü 1 im Stellwerk selektiv erkannt werden. Als Überwachungsschaltung ist es hier zweckmäßig, z. B. ein sicheres Mikrorechnersystem einzusetzen.

Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung, bei der einer der Modulatoren M 3, einen zusätzlichen Steuerausgang aufweist, über den der Energieschalter ES 3 eines weiteren Signal­ lampenkreises gesteuert wird. Für den hier dargestellten Fall einer Signallampe mit Hauptfaden SLH und Nebenfaden SLN ergibt sich damit automatisch die hier geforderte Abhängigkeit: Der Nebenfaden wird samt seinem Modulator M 4 nur angeschaltet, wenn der Modulator M 3 kein Modula­ tionssignal liefert, d. h. wenn der Hauptfaden unter­ brochen ist.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Überwachung des Betriebes einer in der Außenanlage eines Stellwerks befindlichen Signallampe mit einem in der Nähe der Signallampe angeordneten, mit seiner Primärwicklung in einen Speisestromkreis geschal­ teten Lampentransformator, aus dessen Sekundärwicklung die Signallampe gespeist wird und mit einer im Stellwerk befindlichen Überwachungsschaltung, die den im Speise­ stromkreis fließenden Strom auswertet und eine Fehler­ meldung ausgibt, wenn dieser auf einen Lampenausfall oder einen Fehler im Lampenstromkreis schließen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Signallampe (SL) ein Modulator (M) geschaltet ist, der den Lampenstrom in bestimmter Weise moduliert und daß die Überwachungseinrichtung (Ü) auf die Modulation des Modulators abgestimmt ist und eine Fehlermeldung ausgibt, wenn diese Modulation nicht festgestellt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (M) eine Austastschaltung ist, die einzelne Halbwellen des Signallampenstromes nach einem bestimmten vorgegebenen Muster austastet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Modulator durch ein in der Nähe der Lampe angeordnetes und von dieser beleuchtetes lichtempfindliches Element steuerbar ist und nur dann aktiv geschaltet ist, wenn das lichtempfindliche Element eine vorgegebene minimale Beleuchtungsstärke feststellt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung des Modu­ lators unmittelbar an der Lampenfassung abgegriffen wird.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung (Ü 1) mehrkanalig ausgebildet und in der Lage ist, das Vorhanden­ sein mehrerer unterschiedlicher Modulationsmuster zu prüfen.

6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (M 3) einen zusätzlichen Ausgang besitzt, über den bei Betrieb des Modulators ein Steuersignal zur Ansteuerung anderer Schalteinrichtungen (E 3) ausgegeben wird.