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Zeitschalteinrichtung, insbesondere für die Signalumschaltung in Straßenverkehrssignalanlagen..
Die Erfindung bctrifft.eine zur zeitgenauen Auslösung von Schaltvorgängen dienende
Zeitschalteinrichtung, die die Zeit zwischen zwei Auslösungen wahlweise einzustellen
gestattet, insbesondere für die Signalumschaltung in Straßenverkehrssignalanlagen.
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Die Verwendung von mit Kondensator, Glimmlampe und einem oder mehreren
Widerständen arbeitenden Zeitschaltwerken ist bekannt, jedoch sind bei diesen Zeitschaltwerken
geringfügige-Unterschiede in der Bemessung der Einzelheiten nicht zu vermeiden.
Diese Unterschiede summieren sich nach einer Vielzahl Einzelheiten derart; daß die
Abweichungen beachtliche Bruchteile der Einzelzeitendauer erreichen, die für gewisse
Zwecke, insbesondere für die Signalumschaltung in Straßenverkehrssignalanlagen,
deren Signalstellen nach einem bestimmten Steuerplan zusammenarbeiten, die Anwendung
derartiger Zeitschaltwerke ausschließen, trotzdem diese Zeitschaltwerke infolge
weitgehender Vermeidung mechanisch bewegter Teile sonst sehr betriebssicher arbeiten
und hinsichtlich der wahlweise einstellbaren Dauer der Regelzeiten in einfachster
Weise verstellbar sind.
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U m den hohen Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit der Regelzeiten
und der Verstellbarkeit der Regelzeitendauer unter gleichzeitiger Vermeidung . der
die Anlagen verteuernden Synchronisiereinrichtungen u. dgl. nachzukommen, hat man
bisher synchronmotorbetriebene Zeitschaltwerke verwandt, die eine Mehrzahl verschiedener
Getriebeuntersetzurigen
zur Mitwirkung an der Herstellung der geforderten
Regelzeiten enthielten. Um das die Betriebssicherheit herabsetzende Aus-und Einkuppeln
zu vermeiden, mußten die verschiedenen Untersetzungen stets gl-ichzeitig von dem
Synchronmotor angetriel-en werden. Derartige Einrichtungen waren jedoch kostspielig
infolge der Verwendung mehrerer Untersetzungen und eines für den gleichzeitigen
Antrieb aller groß zu bemessenden. selbstanlaufenden Motors.
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Die Erfindung betrifft eine Zeitschalteinrichtung der eingangs erwähnten
Art, die in sich die Vorteile der vorerwähnten bekannten Einrichtungen unter gleichzeitiger
Vermeidung von deren Mängeln durch ein zeitungenaues Zeitschaltwerk vereinigt, dessen
Ansprechen nach einer wahlweise einstellbaren Zeit die gewünschte Auslosung vorbereitet,
und durch einen unverändert für die verschiedenen Zeiteinstellungen zeitgenau betätigten
Kontakt. dessen Schließungen bzw. Üffnungen in außerhalb der Zeitungenauigkeiten
des 7citschaltwcrks liegenden Zeitabständen erfolgen und nach der genannten Vorbereitung
des gewünschten zeitgenauen Schaltvorganges dessen Auslösung herbeiführen.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung an Hand
der Fig. i und 2 unter Weglassung aller die Erfindung nicht unmittelbar berührenden
Einzelheiten beschrieben.
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Während die Fig. i die Schaltungsanordnung einer für die Regelung
des Straßenverkehrs geeigneten Einrichtung zeigt, veranschaulicht die Fig. 2 den
Ablauf der einzelnen Signalzeiten während einer Verkehrssignalperiode für zwei Verkehrsrichtungen
I und 11
einer z. B. rechtwinkeligen Straßenkreuzung.
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Die wesentlichsten Teile der Einrichtung bilden der SynclironmotorS41
und ein aus Kondensator C, Glimmlampe GI und verschiedenen Widerständen Wii-Wis
und Relais A, B bestehendes Zeitschaltwerk. Ein Transformator Ty vermittelt über
die Gleichrichteranordnung Cr,-G4 die Speisung der verschiedenen Kondensatorladestromkreise
und der Relais A und B. Die Widerstände bVil-LVi., sind vorzugsweise solche,
die größenordnungsmäßig leicht verstellt werden können. Das Zeitschaltwerk enthält
ferner einen wechselstrombetriebenen Fortschaltemagneten S, dessen Kontaktes, und
s2 im Ruhezustand die gezeigten Stellungen einnehmen, während die Zeitschaltwerkkontakte
I( in den Stellungen geschlossen sind, die durch die Fußnoten bezeichnet werden.
Vom Synchronmotor SM wird über eine Getriebeuntersetzung U die mit einer Nocke n,
versehene Nockenscheibe N angetrieben, wodurch in zeitgenauen regelmäßigen Abständen
der Kontakt syn geschlossen wird. Die gesamte Einrichtung ist in einem gestrichelt
angedeuteten Schaltkasten G untergebracht.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung ist folgende: Durch Schließen der
Kontaktei', und F__ des Einschalters wird die Einrichtung an ein Wechselstromnetz
angeschlossen und der SyiiclironmotorSM in Betrieb gesetzt. Angenammen, das Zeitschaltwerk
befindet sich im Zeitpunkt der Inbetriebnahme in der Betriebsstellung t. Diese Betriebsstellung
i nimmt das Zeitschaltwerk während jeder Signalperiode zwischen den Zeitpunkten
t, und t., ein. Dabei leuchten in der Verkehrsrichtung 1 die grünen Freifahrtlampen
und in der Verkehrsrichtung 11 die roten Sperrlampen auf. Ferner ist der 5chaltwerkskontakt
1(i geschlossen, und der Kondensator C wird in dem von -i- über K" Wii,
C nach - -- führenden Stromkreis aufgeladen. Ist die Zündspannung der Glimmlampe
G1 am Kondensator C erreicht, dann kommt ein Stromkreis über das Relais A und den
Kontakt l(,-I(i zustande, so daß das Relais A anspricht. Das Relais A hält sich
über seinen Kontakt a, und schaltet mit seinem Kontakt a.> das Relais B ein, das
wiederum mit seinem Kontakt b den Fortschaltemagneten S des Zeitschaltwerks an das
Wechselstromnetz legt. Durch das Ansprechen des Schaltmagneten S werden dessen Kontaktes,
und s.> betätigt, die den Haltestromkreis des Relais A unterbrechen und den Kondensator
('über dün niederohmigen Widerstand WiG entladen. Durch die Aberregung des Relais
A wird der Strainkrc>is für das Relais B geöffnet und durch den Abfall des
Ankers des Relais B der Schaltmagnet S zum Abfall gebracht, wodurch d:is Zeitschaltiverk
in die Betriebsstellung; 2 geschaltet wird.
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In der Fig.2 sind die Signalzeiten für die eine Verkehrsrichtung einer
Kreuzung mit I und die Signalzeiten der rechtwinklig dazu verlaufenden Verkehrsrichtung
mit 11 bezeichnet. Die Wegerechtszeiten sind dabei punktiert angedeutet,
während die Achtungzeiten gestrichelt und die Sperrzeiten ausgezogen dargestellt
sind. So verläuft die Freifahrtzeit für die Verkehrsrichtung I von der Zeit t1 bis
t2. Im Zeitpunkt t2 findet die vorerwähnte Umschaltung des Zeitschaltwerks in die
Betriebsstellung 2 statt. In der Betriebsstellung 2 erfolgt die Aufladung des Kondensators
C bis zur Zündspannung der Glimmlampe Gl über den Zeitschaltiverkskontakt K9 und
den Widerstand Wie, woraufhin die Umschaltung des Zeitschaltwerks in der
bereits erwähnten Weise zur Zeit t3 in die Betriebsstellung 3 erfolgt und in der
Verkehrsrichtung I an Stelle der gelben Achtunglampen die roten Sperrlampen und
in der Verkehrsrichtung II an Stelle der roten Sperrlampen
die grünen
Freifahrtlampen eingeschaltet werden. Die Umschaltung des Zeitschaltwerks zur Zeit
t4 nach der Betriebsstellung q. erfolgt nach einer von der Größe des Widerstandes
Wis abhängigen Zeit, wobei in der Verkehrsrichtung I keine Umschaltung der Lichtsignale
vorgenommen wird, während in der Verkehrsrichtung II an Stelle der grünen Freifahrtlampen
die gelben Achtunglampen zum Aufleuchten gebracht werden.
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Die letzte Umschaltung innerhalb der erwähnten Signalperiode erfolgt
zur Zeit t5, zu der der über den Kontakt I(4 und den Widerstand W14 aufgeladene
Kondensator C beim Erreichen der Zündspannung der Glimmlampe GL das Relais
A zum Anzug bringt und die Weiterschaltung des Zeitschaltwerks in die Betriebsstellung
5 bewirkt wird. Diese Fortschaltung des Zeitschaltwerks hat jedoch keine Umschaltung
der Lichtsignale zur Folge, sondern dient lediglich deren Vorbereitung. Während
der geschilderten Schaltvorgänge war der bisher in gleichmäßigen Zeitabständen mit
Hilfe der synchronmotorgetriebenen Nockenscheibe N geschlossene Kontakts
'ytt nicht zur Wirkung gekommen, weil in den übrigen Betriebsstellungen des Zeitschaltwerkes
der Kontakt I(, geöffnet war. In der Betriebsstellung 5 jedoch wird nach der vorbereitenden
Schließung des Kontakts I(5 durch die auf die vorbereitende Schließung nächstfolgende
Betätigung des Synchronschalterkontakts syn das Relais A nach der gewünschten genauen
Zeitdauer erregt, so daß die Einschaltung der neuen Signalperiode zur Zeit 1s zu
einer genau festgelegten Zeit erfolgt und die gegebenenfalls während der vorängegangenen
Signalperiode aufgetretenen geringfügigen Ungenauigkeiten der Bemessung der Einzelsignalzeiten
durch das mit Kondensator und Glimmlampen arbeitende Zeitschaltwerk ausgeglichen
werden. Dieser Ausgleich ist von Bedeutung für das Zusammenarbeiten von zwei oder
auch mehreren -Straßenverkehrssignalstellen nach einem bestimmten Steuerplan, der
auch während längerer Betriebsdauer einzuhalten ist.
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Die Zeiten, nach denen der Synchronschalterkontakt syn geschlossen
wird, liegen beispielsweise zwischen 5 und ro Sekunden, während die Zeiten für die
Signalperioden beispielsweise 6o bis i8o Sekunden betragen. Durch Verstellung der
Widerstände Wil-Wi4 lassen sich in einfachster Weise die Signalperioden als auch
deren Einzelsignalzeiten verändern. Es lassen sich dabei alle Signalperioden, deren
Dauer ein Mehrfaches der Zeit zwischen den Synchronschalterschließungen beträgt,
einstellen. Der Widerstand Wä,; ist ein fester Schutzwiderstand. '