DE583299C - Verfahren zur Steuerung von Strassenverkehrssignalanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Straßenverkehrssignalanlagen mit einer Zentralstelle und mehreren von ihr gesteuerten Verkehrssignalstellen. Bei den bekannten Straßen-Verkehrssignalanlagen - dieser Art werden die Steuervorgänge bzw. die diesen Vorgängen entsprechenden Steuerströme von der Zentralstelle unmittelbar den Verkehrssignalstellen übermittelt, so daß von der Zentralstelle ein Steuerungsenergiebetrag ausgesandt werden muß, der einmal zum Steuern sämtlicher an die Verbindungsleitung angeschlossener und den Verkehrssignalstellen zugeordneter Empfangsmittel ausreicht und außerdem die Verluste in der Verbindungsleitung deckt.

Da häufig für die Steuerung der Verkehrssignalstellen nur Leitungen mit geringem Querschnitt zur Verfügung stehen, also Leitungen, die nur eine relativ geringe Leistung zu über-

ao mitteln gestatten, und außerdem die Höhe der zu wählenden Betriebsspannung nach oben begrenzt ist, kann die Anzahl der über eine Verbindungsleitung von der Zentralstelle gesteuerten Verkehrssignalstellen nur eine geringe sein. Für eine ausgedehnte, z. B. den Bedürfnissen einer Großstadt genügende Verkehrssignalanlage ist dann eine relativ große Anzahl von Verbindungsleitungen notwendig, wodurch einmal die Kosten für eine solche Verkehrssignalanlage sehr hoch, ' · außerdem in gleichem Maße die von der Anzahl der zu überwachenden Verbindungsleitungen abhängige'Betriebssicherheit der Anlage verringert wird.

Erfindungsgemäß wird eine Anlage geschaffen, die diese Nachteile vermeidet und es ermöglicht, daß von ■ einer Zentralstelle über nur eine ihr zugeordnete Verbindungsleitung beliebig viel Verkehrssignalstellen gesteuert werden können, und zwar dadurch, daß den Verkehrssignalstellen außer Empfangseinrichtungen, welche den Anzeigezustand der Verkehrssignalmittel bestimmen, noch Sendeeüirichtungen zugeordnet sind, durch welche über einen besonderen Steuerstromkreis dieser Anzeigezustand auf eine oder mehrere weitere Verkehrssignalstelleri übertragen wird.

In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens schaubildlich und unter Weglassung aller ihn nicht unmittelbar be- -'^J rührenden Einzelheiten dargestellt, Wobei die im Viereck Z gezeigten Schaltmittel der Zentralstelle zugeordnet sind, während die übrigen in der Figur dargestellten Schaltmittel für: eine beispielsweise einer Straßenkreuzung '-" zugeordnete Verkehrssignalstelle vorgesehen; sind. ' '

*) Von dem Patentsucher ist als der Erßnder angegeben worden:

Wäinö Holmsten in Hohen Neuendorf b. Berlin.

In der Zentralstelle ist ein Motor 33 aufgestellt, der über eine doppeltes Schneckenvorgelege 34, 35.36» 37 die Signalschaltwerkswelle 38 antreibt. Mit dieser Schaltwerkswelle starr verbunden sind zwei Kontaktscheiben 60, 63, von denen die Sekundenscheibe 60 alle 2 Sekunden ihren Kontakt 6i, die Minutenscheibe 63 alle Minuten den Kontakt 62 kurzzeitig öffnet. Beide Kontakte sind hintereinander in der Verbindungsleitung I₁, I₂ angeordnet, wobei parallel zu Kontakt 61 der Stromschwächungswiderstand 64 angeordnet ist. Zur Lieferung der Steuerströme ist außerdem noch der Zentralstelle die Batterie 65 zugeordnet, deren Ströme über die Verbindungsleitung I₁, I₂ der der Zentralstelle benachbarten Verkehrssignalstelle übermittelt werden.

Jede dieser Verkehrssignalstellen besitzt zwei zweckmäßig hintereinandergeschaltete und durch je eine Verbindungsleitung mit der Zentralstelle oder einer vorangehenden Verkehrssignalstelle in Verbindung stehende Steuerrelais 32, 46, die im Ruhezustand der Anlage erregt sind und daher ihre Kontakte 66, 67 geöffnet halten, während die Kontakte 66', 67' dann geschlossen sind, wie es in der Figur für das Relais 46 dargestellt ist.

Außerdem ist jeder Verkehrssignalstelle ein von einem Motor 43 angetriebenes Signalschaltwerk zugeordnet, dessen Schaltwerkswelle 8 zweckmäßig ebenfalls über ein doppeltes Schnekkenvorgelege mit dem Wechselstrommotor 43

in Verbindung steht. In Übereinstimmung mit der Anordnung in der Zentralstelle trägt auch die Schaltwerkswelle 8 eine Sekundenscheibe 10 und eine Minutenscheibe 13, von denen bei normaler Betriebsweise die Sekundenscheibe 10 ebenfalls alle 2 Sekunden ihren Kontakt 11 schließt, während der Kontakt 12 nur alle Minuten von der Minutenscheibe 13 aufgetrennt wird.

Der Sekundenkontakt 11 ist parallel zu dem vom Stromschwächungsrelais 32 gesteuerten Kontakt 67 angeordnet, während der Minutenkontakt 12 parallel zu dem vom Ruhestromrelais 46 bewegten Kontakt 66 liegt. Die parallel geschalteten Kontaktgruppen liegen außerdem in Reihe in einer den Motor 43 speisenden Zuführungsleitung.

Außer der Sekunden- und Minutenscheibe trägt die Schaltwerkswelle 8 noch zwei Signalscheiben 15, 17, von denen 15 den Umschaltekontakt 16 beeinflußt, während 17 auf den Umschaltekontakt 18 einwirkt. Diese Umschaltekontakte dienen in nachbeschriebener Weise zusammen mit den Widerständen 18, 20 zur Steuerung der jeder Straße oder Straßenrichtung zugeordneten Signalmittelgruppen, von denen im Ausführungsbeispiel eine aus der roten HaItlampe Lr 0, der gelben AufmerksamkeitslampeZge und der grünen Freifahrtlampe Lgr bestehende Gruppe dargestellt ist. Zusammen mit dem Motor 43 werden diese Lampen von einem Wechselstromortsanschluß u, υ gespeist, wobei in der Zuführungsleitung für die Lampengruppe ein Handschalter 21 angeordnet werden kann.

Zur Steuerung der nachgeordneten Verkehrssignalstelle ist außer den bereits erwähnten Relaiskontakten 66', 67', von denen 67' einen Widerstand 69 kurzzuschließen vermag, noch ein Transformator 68 vorgesehen, der die Steuerenergie vom Wechselstromortsanschluß u, ν nach der zur nachgeordneten Verkehrssignalstelle führenden Verbindungsleitung I₁', I₂' überträgt. Die nachgeordnete Verkehrssignalstelle besitzt die gleichen Signal- und Schaltmittel wie die in der Figur dargestellten, wobei natürlich statt der Gleichstromrelais 32, 46 Wechselstromrelais vorzusehen sind, falls man es nicht vorzieht, der Verbindungsleitung I₁', I₂' einen Gleichrichter zuzuordnen.

Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Anordnung ist folgende: Durch den zweckmäßig mit regelbarer Geschwindigkeit umlaufenden Motor 33 wird über das Schneckendoppelvorgelege 34-37 die Laufwerkswelle 38 derart angetrieben, daß durch die Sekundenscheibe 60 alle 2 Sekunden kurzzeitig der Kontakt 61 geöffnet wird. Durch diese Kontaktöffnung wird der aus der Batterie 65 durch die Verbin-* dungsleitung I₁,1₂ dann über den Widerstand 64 fließende Ruhestrom derart geschwächt, daß in der benachbarten Verkehrssignalstelle das Stromschwächungsrelais 32 abfällt, so daß seine Kontakte 67, 67' die in der Figur bezeichnete Schaltstellüng einnehmen. In dieser Schaltstellung wird über Kontakt 67 der Antriebsstromkreis für den Motor 43 hergestellt (u, 6y] 12, 43, υ), so daß der Motor, zweckmäßig eben- igo falls über ein Vorgelege, die Schaltwerkswelle 8 bewegt. Kurze Zeit nach dem Einsehalten des Motors wird durch die Sekundenscheibe 10 der Kontakt 11 geschlossen, welcher den Antriebsstromkreis für den Motor 43 auch unabhängig von dem durch das Stromschwächungsrelais 32 gesteuerten Kontakt 67 so lange aufrechterhält, bis das Schaltwerk sich um einen einer Zahnteilung der Sekundenscheibe entsprechenden Weg gedreht hat. Nach Zurücklegung dieses Weges trennt' Kontakt 11 den Antriebsstromkreis für den Motor 43 auf, da zuvor das Sf fomschwächungsreläis 32 wieder voll erregt worden ist, daher seinen Kontakt 67 wieder aufgetrennt hat. 11g

Außer der Fortschaltung des vom Motor 43 gesteuerten Schaltwerkes wird durch das ■Stromschwächungsrelais 32 noch über seinen Kontakt 67' eine Stromschwächung <in der Verbindungsleitung X₁', I₂' hervorgerufen, da dieser Kontakt den Kurzschluß des in der Verbindungsleitung angeordneten Stromschwächungswiderstandes 6a,

aufhebt. Durch diese Stromschwächung wird durch das in der nachgeordneten Verkehrssignalstelle vorgesehene Stromschwächungsrelais die gleiche Steuerwirkung hervorgerufen, so daß das dieser Signalstelle zugeordnete Schaltwerk ebenfalls um eine Wegeinheit fortgeschaltet wird.

Es ist leicht einzusehen, daß der während einer größeren Zeiteinheit, ζ. Β. ι Stunde, von ίο der Schaltwerkswelle 8 zurückgelegte Weg um so größer ist, je geringer die Zeit zwischen zwei Stromschwächungen in der Verbindungsleitung I₁, I₂ bemessen wird. Erfolgt z. B. die Stromschwächung nicht, wie zuerst angenommen, alle 2 Sekunden, sondern alle Sekunden, so legt die Schaltwerkswelle 8 den doppelten Weg zurück, so daß, wenn man die Gesamtzeit von beispielsweise 1 Stunde zugrunde legt, die Schaltgeschwindigkeit der Welle 8 als auf das Doppelte erhöht bezeichnet werden kann. Da die Größe des Zeitbetrages zwischen zwei Stromschwächungen von der Umlaufgeschwindigkeit des der Zentralstelle zugeordneten Motors 33 abhängt, kann infolgedessen die Schaltgeschwindigkeit der Gesamtanlage durch einfache Regelung der Motordrehzahl in beliebigen Grenzen verändert werden.

In einer bestimmten Stellung der Schaltwerkswelle 8 wird durch die Minutenscheibe 13 der Kontakt 12 und damit der Antriebsstromkreis für den Motor 43 derart aufgetrennt, daß die alle 2 Sekunden erfolgenden Stromschwächungen in der Verbindungsleitung I₁, I₂ keine Fortschaltung der Schaltwerkswelle 8 hervorzurufen vermögen, da durch die Schließung des Kontaktes 67 allein der Antriebsstromkreis für den Motor 43 nicht mehr hergestellt wird. Die durch die Sekundenscheibe 61 des Zentralstellenlaufwerkes hervorgerufenen periodischen Stromschwächungen sind daher so lange wirkungslos, bis durch die ebenfalls in der Zentralstelle angeordnete Minutenscheibe 62 der Strom in der Verbindungsleitung I₁, I₂ vollständig unterbrochen wird, wodurch außer dem Strom-Schwächungsrelais 32 noch das Ruhestromrelais 46 zum Abfall gebracht wird. Da in dieser Schaltstellung außer Kontakt 67 noch der Kontakt 66 geschlossen ist, wird der Antriebsstromkreis für den Motor 43 wiederhergestellt (u, 67, 66, 43, v), wobei nach der Fortschaltung durch den Motor 43 die weitere Steuerung des Schaltwerkes unabhängig vom Kontakt 66 durch den dann wieder geschlossenen Kontakt 12 gewährleistet wird.

Durch die zuletzt beschriebene Anordnung wird, wie leicht einzusehen ist, eine alle Minuten erfolgende Synchronisierung erreicht, da das gesteuerte Laufwerk nach Beseitigung einer irgendwie gearteten Betriebsstörung (z. B. Durchbrennen einer Sicherung) nur bis in eine bestimmte Schaltstellung fortbewegt werden kann, in der es dajm so lange verharrt, bis zu einem von der Zentralstelle aus bestimmten Zeitpunkt die Weiterschaltung ^möglich ist. Während der normalen Arbeitsweise dauert das durch die öffnung des Kontaktes 12 hervor- gerufene Anhalten des Laufwerkes nicht länger als 2 Sekunden, da die in der Zentralstelle und in der Verkehrssignalstelle vorgesehenen Laufwerke derart bemessen sind, daß bei normaler Arbeitsweise der Kontakt 12 unmittelbar vor der Betätigung des Zentralstellenkontaktes 62 geöffnet wird.

Außer der Synchronisierung des in der Figur dargestellten Verkehrssignallaufwerkes wird durch das Ruhestromrelais 46 noch die Synchronisierung des Laufwerkes für die nachgeordnete Verkehrssignalstelle erreicht, da der Kontakt 66' die Verbindungsleitung I₁', I₂' vollständig unterbricht, wodurch das für die nachgeordneten Verkehrssignalstellen vorgesehene Ruhestromrelais aberregt wird, das darm in entsprechender Weise die Synchronisierung vornimmt.

Das Vorsehen eines Stromschwächungs- und Ruhestromrelais hat, wie ebenfalls leicht einzusehen ist, den Vorteil, daß auch bei betriebsgestörter Verbindungsleitung I₁, I₂, z. B. Drahtbruch dieser Verbindungsleitung oder Fortfall der Spannung der Batterie 65, die Laufwerkswelle 8 fortbewegt wird, da dann nur der bei der Synchronisierung vorliegende Schaltungszustand erreicht wird, bei welchem der Antriebsstromkreis für den Motor 43 ständig besteht.

Während einer Umdrehung der Signalschaltwerkswelle 8 werden durch sie folgende Schaltungsvorgänge ausgelöst: In dem durch die Figur wiedergegebenen Schaltungszustand leuchtet die dem Haltzeichen zugeordnete gelbe Haltlampe Lge auf (u, 16, 19, Lge, 20, 18, 21, v), da die Widerstände 19, 20 so bemessen sind, daß die durch die Haltlampe Lro und die Freifahrtlampe Lgr fließenden Nebenströme zu .gering sind, als daß sie diese Lampen zum Aufleuchten bringen. Nach 6 Sekunden, d. h. drei durch Stromschwächungen in der Verbindungsleitung I₁, I₂ erzwungenen Fortschaltungen des vom Motor 43 gesteuerten Schaltwerkes, wird durch die Signalscheibe 17 der Umschaltekontakt 18 umgelegt, wobei während einer kurzen Zeit die Mittelfeder, des Kontaktes von der links oben dargestellten Kontaktfeder entfernt wird, ohne daß er die rechts unten dargestellte Kontaktfeder berührt.

In diesem Schaltungszustand des Umschaltekontaktes 18 fließt der Netzwechselstrom durch die beiden hintereinandergeschalteten Lampen Lge und Lgr' (u, 16, Lge, Lgr, 21, v), so daß an jede der beiden Lampen praktisch nur die halbe Netzspannung angelegt ist.

Kurze Zeit später kommt die Mittelfeder des Kontaktes 18 mit der rechts unten dargestellten

Kontaktfeder in Berührung, wodurch die Haltlampe Zg# kurzgeschlossen, sie daher zum Erlöschen gebracht wird, wohingegen an die grüne Freifahrtlampe Lgr praktisch die volle Netzspannung gelegt wird, so daß sie aufleuchtet und den Straßenverkehr in der der dargestellten Signallampengruppe zugeordneten Straßenrichtung freigibt. In bekannter Weise -wird zu gleicher Zeit für die Querstraßenrichtung die ίο Haltlampe eingeschaltet. Durch die stufenweise Einschaltung der Signallampen wird eine Verkleinerung des mechanischen Einschältstoßes erreicht, wodurch die Lebensdauer der Signallampen erheblich vergrößert wird. Nach beispielsweise 24 Sekunden, d. h. zwölf durch Stromschwächungen in der Verbindungsleitung I₁, I₂ hervorgerufenen Fortschaltungen des der Verkehrssignalstelle zugeordneten Signalschaltwerkes, gibt die Steuerscheibe 17 ihren Kontakt 18 frei, der unter dem Einfluß einer Feder oder der eigenen Elastizität in die durch die Figur wiedergegebene Schaltstellung zurückbewegt wird, nachdem kurzzeitig eine Verbindung der Kontaktmittelfeder weder mit der rechts unten noch mit der links oben dargestellten Kontaktfeder bestand. Nachdem also kurzzeitig jede der beiden Lampen Lge und Lgr an die halbe Netzspannung gelegt worden ist, erhält die Aufmerksamkeitslampe Lge nunmehr die volle Spannung, während die Freifahrtlampe Lgr kurzgeschlossen wird. In bekannter Weise wird von den der Straßenquerrichtung zugeordneten Signallampen ebenfalls die Aufmerksamkeitslampe eingeschaltet. Nach weiteren 6 Sekunden, d. h. drei durch Stromschwächungen in der Verbindungsleitung I₁, i₂ erzwungenen Fortschaltungen des vom Motor 43 angetriebenen Signalsehaltwerkes, wird nunmehr durch die Signalscheibe 15 der Kontakt 16 umgelegt, wobei auch bei dieser Umlegung kurzzeitig-eine Verbindung weder mit der links oben noch mit der rechts unten dargestellten Kontaktfeder-besteht. Nachdem also die "Wechselspannung zunächst an die beiden hintereinandergeschalteten Signallampen Lro, Lge gelegt -worden ist, erhält nach der Umschaltung die rote Haltlampe Lro volle Netzspannung, so daß die Haltlampe aufleuchtet, während zu gleicher Zeit iür die Querstraßenrichtung die grüne Freifahrtlampe eingeschaltet wird.

Nach weiteren 24 Sekunden, also insgesamt ι Miaute, gibt die Steuerscheibe 15 ihren Kontakt 16 wieder frei, dessen Mittelkontaktfeder unter dem Einfluß einer besonderen Feder oder der eigenen Elastizität sich in die durch die Figur wiedergegebene Stellung bewegt. In dieser Schaltstellung wird wiederum die gelbe Aufmerksamkeitslampe Lge eingeschaltet, während die rote Haltlampe Lro So und die grüne Freifahrtlampe Lgr kurzgeschlossen sind»

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung von Straßenverkehrssignalanlagen mit einer Zentralstelle und mehreren von ihr gesteuerten Verkehrüsignalsteüen,. dadurch gekennzeichnet, daß die den Anzeigezustand der Verkehrssignalstellen bestimmenden Steuervorgänge zunächst von der Zentralstelle einer oder mehreren Verkehrssignalstellen übermittelt und von diesen nach weiteren Verkehrssignalstellen weitergegeben werden, die ihrerseits weiterhin als Geberstellen für andere Verkehrssignalstellen'wirken können.'

2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach' Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß einer Verkehrssignalstelle außer Empfangseinrichtungen (32, 46, 66; 67), welche den Anzeigezustand der Verkehrssignalmittel bestimmen, noch Sendeeinrichtungen (66', 67') zugeordnet sind, durch welche über einen besonderen Steuerstromkreis (I₁', I₂') dieser Anzeigezustand auf eine oder mehrere weitere Verkehrssignalstellen übertragen wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2 mit einem jeder Verkehrssignalstelle zugeordneten Signalschaltwerk, durch dessen Stellung der Anzeigezustand der Verkehrssignalmittel",' bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkehrssignalstelle außer Schaltmitteln (32, 46, 66, 67), welche von der Zentralstelle oder einer vorgeordneten Verkehrssignalstelle - gesteuert werden und durch welche das Signalschaltwerk (43, 8, ' 10, 13, 15, 17) fortgeschaltet wird, noch weitere Schaltmittel (66', 67') aufweist, durch welche einer oder mehreren nachgeordneten Verkehrssignalstellen der Fortschaltung des Signalschaltwerkes entsprechende Steuervorgänge übermittelt werden, welche zur Fortschaltung der Signalschaltwerke der nachgeordneten Verkehrssignalstellen dienen. """

4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet durch ein einer Verkehrssignalstelle zugeordnetes, von der Zentral- . stelle oder einer vorgeordneten Verkehrssignalstelle gesteuertes Stromschwächungsrelais (32) mit zwei Kontakten (67, 67'), von denen der eine (67) in Verbindung mit einer - vom Signalschaltwerk gesteuerten Kontakteinrichtung (ίο, 11) in kurzen Zeitabständen das Signalschaltwerk (43, 8,, 10, 13, 15, 17) um bestimmte Wege fortschaltet und der andere (67') den Strom hl der abgehenden Verbindungsleitung (I₁', I₂') derart schwächt, daß das entsprechende Stromschwächungsrelais der nachgeordneten Verkehrssignalstellen anspricht.

5. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 4, gekennzeichnet durch ein einer Verkehrs-

signalstelle zugeordnetes, von der Zentralstelle oder einer vorgeordneten Verkehrssignalstelle gesteuertes Ruhestromrelais (46) mit zwei Kontakten (66, 66'), von denen der eine (66) in Verbindung mit einer vom Signalschaltwerk (43, 8, 10, 13, 15,. 17) gesteuerten Kontakteinrichtung (12, 13) die Fortschaltung des Signalschaltwerkes aus einer Stellung ermöglicht, in welcher das Stromschwächungsrelais (32) wirkungslos ist, und der andere (66')-den Strom in der abgehenden Verbindungsleitung (I₁', I₂') unterbricht, so daß das entsprechende Ruhestromrelais der nachgeordneten Verkehrssignalstelle abfällt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen