DE629582C - Elektrische UEberwachung fuer Signale und Weichen - Google Patents

Description

Wegen der immer noch nachweisbaren Mängel in der Sicherheit der Schaltung für elektrisch gestellte und überwachte Weichen und Signale, insbesondere bei Berührung von Leitungen verschiedener Weichen im Gruppenkabel, sind Schaltungsverbesserungen anzustreben. Wesentlich ist schon der Schutz der Ruhestrommagnete für die 'Überwachung gegen Fremdstrom bei Leitungsberührung,

ίο wenn die Ruhestromspulen der Überwachungsmagnete gemäß Patent 606 358 so hochohmig sind, daß die Amperewindungen nur zum Festhalten, aber nicht zum Anziehen der Magnetanker ausreichen, hierfür vielmehr eine in den Kurzschlußstromkreis des im.Leergang des Antriebes nach der Umstellung als Generator weiterlaufenden Antriebsmotors eingeschaltete zweite Spule des Ruhestrommagneten erregt werden muß.

Außer dieser Sicherheit der Überwachung gegen vorzeitiges Anziehen des Ankers am Überwachungsmagneten durch Fremdstrom muß aber auch der Überwachungsmagnet im Ruhestromkreis seinen Anker ebenso sicher

25: zum Anzeigen der Störung loslassen, wenn fremde Erde oder Fremdstrom im; Ruhestromkreis beim Auffahren der Weiche oder sonstiger Gefahrzustand durch Leitungsberührung vorhanden ist. Es müssen auch nicht nur Berührungen von Leitungen einer Weiche untereinander unschädlich und im Regelbetrieb bemerkbar gemacht werden, sondern auch von Leitungen verschiedener Weichen, die in einem Gruppenkabel vereinigt sein können. Dabei sind folgende Gesichtspunkte zu beachten: Zunächst muß die Aderzahl für eine Weichenschaltung möglichst gering sein, um die Berührungsmöglichkeit tunlichst zu beschränken. Ferner muß der Ruhestromkreis der Überwachung zur Störungemeldung bei Leitungsberührung möglichst mit allen Leitungen, auch S telleitungen, in unmittelbarer Verbindung sein; besser noch werden die Stelleitungen weitgehendst als Überwachungsleitungen benutzt.

Bekannt sind Schaltungen dieser Art, bei denen die Überwachungseinrichtung im Stellwerk über eine Sicherung an den einen Batteriepol und im Antrieb über einen Widerstand an die Motorstelleitung angeschlossen ist. Es wird hierdurch ein Schutz der Überwachungseinrichtung erreicht; es kann aber nicht verhindert werden, daß ein etwa in die freie Stelleitung eintretender Fremdstrom den Motor zur Unzeit zum Umlaufen bringt.

Aus vorstehenden Überlegungen und Erwägung der den bekannten Schaltungen anhaftenden Mängel ist die Weichenschaltung nach Abb. 1 bis 9 entstanden, die aus den beiden Zuleitungen 1 und 2 zum lückenlosen

Schalten des zweifeldrigen Antriebsmotor und der- ^r Ankerfeitang" 41 und der Überwachungsruckleitung 3 besteht, die' gleichzeitig auch als- Kurzschlußleitung für den , ⁵ Motor benutzt wird. Die Ankerleitung 4 ist gleichzeitig Zuleitung im Ruhestromkreis der Überwachung. Da sie dauernd mit dem Motoranker verbunden ist, so sind es auch der Ruhestrommagnet U -f- oder U—, wenn in den beiden Endlagen der Weiche (Abb. 1 oder s) die Leitungen 3 und 4 miteinander verbunden sind. Da für die nächste Umstellung die Motorzuleitung 2 oder 1 auch an den Motor angeschlossen ist, so ist es möglich, daß beim Umstellen der einen Weiche der unmittelbare Anschluß des StelTströmes an den geerdeten Batteriepol den Ruhestrom der anderen Weiche bei Leitungsberührung wirkungslosmacht, wenn erfindungsgemäß: der Überwachungsmagnet im Ruhestrornkreis mit einem Wicklungsende an den geerdeten Batteriepol und mit dem anderen durch die gemeinsame Motoranker- und Überwachungszuleituiig über einen hochohmigen Widerstand je an den erdfreien Batteriepol angeschlossen ist, so daß der Festhaltestrom bei Leitungsberührung oder Erdung durch Kabelfehler der an den Motor angeschlossenen Motor- und Überwachungsleitungen unwirksam wird und die Überwachunigsstromschließer unterbrochen werden.

Das besonders Unterscheidende gegenüber den bereits bekannten Schaltungen- der Uberwachungsstromkreise mit Vorschaltwiderständen besteht in der Benutzung der Rückleitung 4 des Motors-gleichzeitig als Überwachungsleitung, so daß· der hoGhohmige Widerstand?- gleichzeitig Schutz des Motors bei Erdung, der Leitung 2 (oder 1) durch Kabelfehler ist. Fremdstrom vom geerdeten Batteriepol durch-Berührung mit Leitung 2 kann den Motor auch; nicht zum Anlauf bringen wegen des hochohmigen Widerstandes des Überwachungsmagneten U + oder U— vor dem geerdeten Batteriepol.

Schließlich sei noch auf einen vermeintlichen Fehler hingewiesen, daß in beiden Endlagen des Hebels und der Weiche der Ruhestromkreis von denselben Leitungen 3 und 4 5" gebildet .wird; so daß eigentlich ohne Antriebsbewegung die Ruhelage der Überwachung schon beim Hebelu,miegen eintreten könnte. Das ist aber durch die eigenartige Bauweise der Überwachungseinrichtung gänzlieh verhindert. Zunächst ist ein besonderer Ruhestrommagnet U + zum Schließen der Überwachungsstromschließer in den Kuppelstromkreisen der Signale vorhanden, für die die abhängigen- Weichen in der Grundstellung (Pluslage), verschlossen sein müssen; die anderen sind, die Überwachungsstromschließer entsprechend der Minuslage der abhängigen Weichen, die durch den Ruhestrommagneten U— geschlossen werden.

Die Anker der beiden Magnete U + und U— sitzen auf einer gemeinschaftlichen Sc-halterachse, die bei stromlosem Magneten in der Störung anzeigenden Mittellage durch eine federnde Zange gehalten wird und nach der einen Seite zum Schließen der Plusüberwachungsstromschließer gedreht wird, wenn der Plusmagnet seinen Anker anzieht. Zum Schließen' der Minusüberwachungsstromschließer muß erst der Plusmagnet seinen 'Anker losgelassen und der Überwachungsschalter unter dem Zuge der federnden Zange die Mittel lage zur Störungsmeldung erreicht haben, bevor der Schalter in der anderen Richtung- zum Schließen der Minusüberwachungsstromschließer gedreht werden kann. Das hierfür wechselweise Aus- und Einschalten der beiden Ruhestrommagnete U'+ und U— wird durch- die zwangsläufigen Schalter a₃ geregelt, während die Schalter a_t und a₂ beim Hebelumlegen die Motorzuleitungen 1 und 2 für. den Hinundhergang des Antriebsmotors schalten.

Zu der Sicherheit, daß die Störungsmeldung am Überwachungsschalter selbsttätig eintreten, muß, bevor ex aus der Plus- in die Minuslage wechseln kann, kommt nun noch die, daß die beiden Ruhestrommagnete U + und U-'--wohl ihre bereits-angezogenen Anker festhalten: können, sie aber wegen· ihrer hochohmigen Spulen im Ruhestromkreis nicht anzuziehen vermögen. Hierzu dienen die niederohmigen Spulen K -f- und K—, die auch auf den Kernen der Uberwachungsmagnete angeordnet sind. Die Spule K-\- auf gemeinsamem" Kern mit der Ruhestromspule U + ist in · den mit punktierten Linien angedeuteten Kurzschlußstromkreis (Abb. 1) eingeschaltet, der über den zwangsläufigen Kontakt a₂ im Stellwerk geschlossen ist, wenn nach der Umstellung der Weiche in die Pluslage der Antriebsschalter den Kontakt -W₃ schließt, während die Spannung führende Motorzuleitung am Kontakt W₁ vom Motor abgeschaltet wird. Der durch seinen Schwung als Generator weiterlaufende Motor erzeugt dann Strom, der über die Kontakte a₂, W₂ und W₃ durch die Leitungen 2, 3 und die Kurzschlußspule K + so stark fließt, daß der Anker des Magneten U + angezogen und durch die'Spule U -\- im Ruhestromkreis festgehalten wird. Entsprechend kommt der Ruhezustand nach Abb. S bei Minuslage der Weiche zustande.

Da für den Kurzschlußstromkreis der Pluslage die Überwachungsrückleitung 3 mit der Motorzuleitung 2 am Weichenhebel über Kontakt a_s und Kurzschlußspule K -j- verbunden

ist, so muß auch die Schalterstellung W₁ und W₃ im Weichenantrieb der Abb. ι entsprechen, damit Kurzschlußstrom nach der Umstellung über die Schalter W₂, W₃ durch die Leitungen 2, 3 fließen kann. Ebenso kommt bei Minuslage des Hebels der Kurzschlußstrom nur zur Wirkung, wenn Kontakt W₄ bei Minuslage der Weiche bei unterbrochenem Kontakt W₂ und geschlossenem Kontakt W₁ geschlossen wird.

Um den Widerstandr als Schutzmittel für die Überwachung bei Leitungsherührungen nicht auszuschalten, wenn die Überwachungszuleitung 4 als Motorankerleitung beim Um- stellen der Weiche benutzt werden soll, wird sie beim Hebelumlegen über den Kontakt J₃ an den geerdeten Batteriepol und gleichzeitig die den zwangsläufigen Schalter a_is a₂ in der Ruhelage mit dem geerdeten Batteriepol ver-

ao bindende Leitung über Kontakt i₈ an den erdfreien Batteriepol gelegt. Daraus folgt, daß der Stellstrom umgekehrt durch die Leitungen fließt wie der Ruhestrom. Wenn nun nach beendeter Umstellung der Weiche die Kurzschlußspule K + oder K— den Uberwachungsmagneten U+ oder U— zum Anziehen seines Ankers erregt, so· müssen also während des noch fließenden Kurzschlußstroms der Schalter J₂ und J₃ ihre Lage wechsein, damit dem Kurzschlußstrom gleichgerichteter Ruhestrom zum Festhalten des Ankers am Überwachungsmagneten zufließt. Da die Kontakte J₂ und J₃ von dem Magnetschalter ^" gesteuert werden, der beim Hebelumlegen vorübergehend Strom, zum Anziehen seines Ankers erhält und dabei die Stell- und Überwachungsleitungen umpolt, so wird durch das für die Überwachung erforderliche Rückpolen das Abfallen des Ankers des Magnetschalters 5" überprüft. Sein Stromkreis wird jeweils durch den Kontakt Ii₁ oder Ji₂ am Überwachungsschalter unterbrochen, wenn der Kurzschlußstrom in der Spule K -f- oder K— den Überwachungsschalter dreht. Die elektrische Wirkung mit dem Pol wechsel ermöglicht die Prüfung des Abfallens des Ankers am Magnetschalter S, trotzdem das Abfallen erst nach der Ordnungsmeldung der Überwachung als letztem betrieblichem Vorgang beim Umstellen einer Weiche erfolgt. In den Abb. 1 bis 5 ist der Vorgang beim Umstellen einer Weiche aus der Pluslage (Abb. 1) durch Hebelumlegen in die Minuslage (Abb. 5) und in Abb. 6 der Zustand bei aufgefahrener Weiche dargestellt.

Bei Pluslage des Hebels und der Weiche fließt Ruhestrom der Überwachung, wie in Abb. ι mit stark gezeichneten Linien kenntlich gemacht ist, vom erdfreien Pol der Batterie durch den hochohmigen Widerstand r und Leitung 4 zum Anker des Motors und durch Leitung 3 zurück zum Stellwerk und von hier über den zwangsläufigen Kontakt a₃, den Überwachungsstromschließer U₁ zum Magneten U-\- und den Kontakt J₂ zum geerdeten Batteriepol. Der Motor ist durch die Kontaktschlüsse a₂ im Stellwerk und W₂, W₃ kurzgeschlossen über die Kurzschlußspule K +, wie punktiert gezeichnet. Als Motorschutz gegen Anlaufen oder Erden durch Kabelfehler dient noch der hohe Widerstand r vor dem erdfreien und der hohe Widerstand des Magneten U + vor dem geerdeten Batteriepol.

Während des Hebelumlegens (Abb. 2) wird vorübergehend der zwangsläufige Kontakt a₄ im Stromkreis für. den Sicherheitsmagneten 5* geschlossen, und. zwar zur Unterscheidung des Vorgangs heim Auffahren über den bei noch angezogenem Anker des Überwachungsmagneten U -{- geschlossenen Kontakt-M₄. Da- mit dieser nun mindestens so lange wie Kontakt a_i geschlossen bleibt, also über die Mittellage des Weichenhebels hinaus, ist der Stromkreis des Überwachungsmagneten U + durch den zwangsläufigen Schalter a₃ entsprechend lange geschlossen. Der Anker des Magneten S ist noch nicht angezogen, alle Stell- und Überwachungsleitungen sind stromlos.

Wenn der Hebel ganz umgelegt ist (Abb. 3), hat sich der Magnet £ über seinen Ankerkontakt J₁ selbst angeschaltet, bei Kontakt J₂ den Batteriepol gewechselt und die Leitung 4 bei Kontakt J₃ geerdet. Da inzwischen auch der Überwachungsschalter die Störungslage eingenommen und den Kontakt M₃ geschlossen hat, fließt Stellstrom. Beim Anlaufen des Motors unterbricht der Antriebsschalter bei Kontakt W₃ die Leitung 3 und schließt die Leitung 1 bei Kontakt W₁ an den Motor an, 1°° um den Motor zum Zurückstellen der Weiche vorzubereiten.

Nach dem Umstellen der Weiche in die Minuslage wird bei Kontakt W₂ die Spannung führende Leitung 2 vom Motor ab und bei Kontakt W₁ die Leitung 3 mit Leitung 4 und dem Motor verbunden (Abb. 4), so daß Kurzschlußstrom im punktiert gezeichneten Stromkreise über die Kurzschlußspule K— fließt.

Wenn die Kurzschlußspule den Anker des Überwachungsmagneten U— angezogen hat (Abb. 5), wird bei Kontakt U₅ der Ruhestrommagnet U— angeschaltet, der den Anker im stark gezeichneten Ruhestromkreise festhält, der gleichgerichtet fließt, nachdem der bei Kontakt U₁ unterbrochene Stromkreis des Magnetschalters S seinen Anker losgelassen hat. Er schaltet dann bei Kontakt J₂ den Ruhestrom an den geerdeten Batteriepol an und bei Kontakt J₃ die Erde von Leitung 4 ab, so daß über den Widerstand r Ruhestrom zum Überwachungsmagneten U— fließen kann.

Wenn die Weiche -aus der Minuslage (Abb. 5) aufgefahren und am Antriebsschalter die Kontakte W₂ ^und ^wi geschlossen bzw. unterbrochen werden, ist nicht nur bei Kontakt W₄ der Ruhestromkreis unterbrochen, sondern auch die Überwachungsrückleitung 3 über die Kurzschlußspule K—, den zwangsläufigen Schalter O₁, Leitung i, beide Feldspulen des Motors, Kontakt W₂, Leitung 2, ίο Kontakte a₂ und S₂ im Stellwerk geerdet. Es kann also auch Fremdstrom in Leitung 3 den Überwachungsmagneten U— nicht zum Festhalten seines Ankers erregen. Es ist zu berücksichtigen, daß der Fremdstrom nur über einen Widerstand r zur Leitung 3 fließen kann, ausgenommen, daß gerade die fremde Weiche umgestellt würde, wodurch das Abfallen des Magnetankers U— der aufgefahrenen Weiche sich nur verzögern würde, bis die Fremdstromweiche umgestellt undFremdstrom wie Ruhestrom nur noch über den Widerstand r fließen kann.

Dementsprechend kann auch bei Erdung durch Kabelfehler an den Leitungen, 2, 3 oder 4 bzw. I, 3 oder 4 der Ruhestrommagnet U -f-(U—) seinen Anker nicht festhalten, und es tritt Störungsmeldung ein. Gegen einen mit der Erdung eintretenden Kriechstrom (Bahnstrom) ist einerseits der Widerstand r und anderseits der Widerstand des Uberwachungsmagneten Motorschutz.

Schließlich mögen noch die Berührung von Leitung 3 mit 4 innerhalb einer Weichenschaltung und Leitung 4 mit 4 verschiedener Weichenschaltungen erwähnt werden.

. Wenn durch die Berührung von Leitung 3 mit 4 (Abb. 8) während des Umlaufs der Weiche die Kurzschlußspule K— im stark punktierten Stromzweige (statt im Kurzschluß des auslaufenden Motors über den Kontakt W₄) Strom erhält, so wird der Anker des Magneten U— angezogen und die Ruhestromspule bei Kontakt U₅ angeschaltet. Es wird aber auch bei Kontakt«., der Stromkreis des Sicherheitsmagneten 5 unterbrochen, der bei Kontakt^ den geerdeten Batteriepol ab- und bei Kontakt J₂ den geerdeten Batteriepol anschaltet. Über den Widerstand r fließt dann nur noch ein schwacher Strom und dieser so hauptsächlich durch den Motor und Leitung 2 nach dem geerdeten Batteriepol, während an der Berührungsstelle durchLeitung 3 nach der Kurzschlußspule if— und dem Ruhestrommagneten U— so gut wie gar kein Strom fließen kann. Es erfolgt Störungsmeldung. Der Zustand tritt schon bei Beginn der Schalterbewegung im Leergange des Antriebs ein, so daß die Weiche noch in besetzbarer Endlage liegenbleibt.

Berührt sich Leitung 4 mit 4 zweier Weichenschaltungen (Abb. 9), so kann sich das im Ruhezustande beider Weichen nicht bemerkbar machen, weil beide Leitungen 4 über die Widerstände?- an den erdfreien Batteriepol angeschlossen sind. Wird aber eine der beiden Weichen nach Abb. 8 umgestellt, so fließt von der anderen durch die stark gezeichnete Berührungsstelle b nahezu der ganze Strom, den der Widerstand r (Abb. 9) durchläßt. Der Ruhestrommagnet U+ läßt daher seinen Anker los, und es tritt Störungsmeldung ein.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrische Überwachung für Weichen und Signale mit Ruhestrom- und Sicherheitsmagneten, die vom Kurzschlußstrom des Motors beeinflußt werden, wobei der im Leergang des Antriebs nach der Umstellung als Generator weiterlaufende Antriebsmotor eine in den Kurzschlußstromkreis eingeschaltete Spule des Ruhestrommagneten zum Anziehen des Ankers erregt, den der in der Endlage Je^ weils fließende Ruhestrom nur festzuhalten vermag, nach Patent 606 358, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungsmagnet im Ruhestromkreis mit einemWicklungsende an den geerdeten Batteriepol und mit dem anderen durch die gemeinsame Motoranker- und Überwachungszuleitung im Stellwerk über einen hochohmigen Widerstand an den erdfreien Batteriepol angeschlossen ist, so daß der Festhaltestrom bei Leitungsberührung oder Erdung durch Kabelfehler der an den Motor angeschlossenen Motor- und Überwachungsleitungen unwirksam und die Überwachungsstromschließer unterbrochen werden.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hochohmigeWiderstand und damit auch die Motorankerleitung beim Einschalten des Stellstroms durch Hebelumlegen geerdet werden.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erden und Umpolen der Stelleitungen durch einen Magnetschalter nur beim Hebelumlegen getätigt werden und das Rückpolen ebenfalls durch ihn unter dem Einflüsse der durch den Kurzschlußstrom am Schlüsse der Umstellung des Antriebs erregten Überwachung wieder erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen