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Lichtsignalschaltung, insbesondere für Lichttagessignale bei Eisenbahnen
Die Erfindung bezieht sich auf Lichtsignalanlagen bei Eisenbahnen, und zwar insbesondere
solche, die von den Stellwerken aus in Abhängigkeit voll dein Block und sonstigen
Sicherungsbedingungen gesteuert werden. Derartige Signale werden im allgemeinen
bei Tag und bei Nacht mit sehr stark voneinander abweichender Lampenspannung betrieben,
um einerseits bei Tag eine genügende Sichtweite der Lichtsignale zu erhalten, andererseits
aber bei Nacht eine Blendung der Lokführer zu vermeiden. Hierbei wird das ordnungsgemäße
Leuchten der Signallampen im Stellwerk durch dort befindliche Relais überwacht,
die von dem Strom durchflossen werden, der zu den Signallampen draußen am Signal
fließt. Brennt eine Signallampe durch, so fällt der Anker des Relais ab und zeigt
das Durchbrennen der Signallampe an. Gleichzeitig wird meist hierdurch selbsttätig
der nächste beschränkendere Signalbegriff eingeschaltet, so daß also das einwandfreie
Arbeiten des Relais von außerordentlicher Bedeutung ist. Die Erfindung hat sich
zum Ziel gesetzt, die bei den bisher bekannten Anordnungen auftretenden Schwierigkeiten
zu beseitigen. Diese Schwierigkeiten sind folgender Art: Die Relais werden bei Tag
von einem wesentlich höherem Strom als bei Nacht durchflossen. Sie verbrauchen also
bei Tag wesentlich mehr Energie als bei Nacht, damit aber auch wesentlich mehr Energie
als zu ihrer Betätigung notwendig ist. Dadurch wird der Leistungsverbrauch im gesamten
Signalstromkreis in unerwünschter Weise erhöht und damit der Vorteil der heute verwendeten
hochwertigen Signaloptiken, die mit kleiner Lampenleistung sehr große Sichtweiten
bieten, wieder aufgehoben. Auch müssen die Relais so bemessen sein, daß sie bei
der erhöhten Energieaufnahme bei Tag keinen Schaden leiden. Es besteht aber gleichzeitig
der sicherheitstechnische Mangel, daß ein solches Relais bei Tag nicht anzeigen
kann; wenn die Lampenspannung bzw. der Strom im Lampenkreis
infolge
eines Fehlers im Stromkreis, z. B. eines hohen Kontaktwiderstandes, so sinkt, daß
bei Tag das Signal nicht mehr einwandfrei gesehen werden kann. Das würde z. B. dann
eintreten, wenn der Lampenstrom bei Tag auf einen Wert sinkt, der etwa dem bei Nacht
richtigen Wert entspricht, denn bei diesem Wert muß ja bei Nacht das Relais noch
anziehen. Es würde infolgedessen nicht abfallen, wenn es bei Tag fälschlich einen
derartig niedrigen Strom erhält. Man hat aber bei den bekannten Anordnungen noch
weitere Schwierigkeiten zu überwinden. Meist werden die Signale heute mit Wechselstrom
betrieben, und am Signal ist ein kleiner Transformator angeordnet, der die im Kabel
verwendete hohe Spannung auf die niedrige Lampenspannung herabsetzt. Das Relais
soll nun abfallen, wenn die. Lampe durchbrennt und in dem Relaisstromkreis noch
der Leerlaufstrom des Lampentransformators fließt. Das bringt für die Bemessung
des Relais und Transformators unter Berücksichtigung der bei Tag und Nacht verschiedenen
Betriebsbedingungen wesentliche Schwierigkeiten. Einerseits muß nämlich dafür gesorgt
werden, daß der Leerlaüfstrom des Transformators sehr niedrig ist, was zu einer
- unnötigen Vergrößerung dieses Transformators führt, andererseits muß das Relais
so gebaut sein, daß es bei diesem Leerlaufstrom auch noch abfällt, d. h. es muß
einen verhältnismäßig hohen Gütegrad haben, d. h. die Strom- bzw. Spannungswerte,
bei denen es abfällt bzw. anzieht, müssen nahe beieinanderliegen. Das ist nur bei
hochwertigen und teuren Relais erreichbar.
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Gemäß der Erfindung werden alle diese Schwierigkeiten dadurch beseitigt,
daß die Tag-Nacht-Schaltung der Signalstromkreise nicht mehr wie bisher durch eine
zentrale Spannungsänderung der für alle Signale vorhandenen Stromquelle erfolgt,
sondern dadurch, daß die Umschaltung von Tag auf Nacht in den einzelnen Signalstromkreisen
vorgenommen wird und hierbei durch Anzapfungen an den Relaiswicklungen der Überwachungsrelais
oder der den Überwachungsrelais vorgeschalteten Transformatoren bzw. durch Benutzung
verschiedener Relaiswicklungen dafür gesorgt wird, daß dem Überwachungsrelais bei
Tag und bei Nacht annähernd gleiche Spannung zugeführt wird. Statt dessen kann man
auch verschieden angezapfte Widerstände o. dgl. vorsehen.
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Die Erfindung ist an Hand der Fig. i bis 3 beispielsweise näher beschrieben.
Bei allen Figuren ist durch eine Linie 0-O die Grenze zwischen Stellwerk und Signal
gegeben. Der durch Stw bezeichnete Teil befindet sich im Stellwerk, der mit Sig
bezeichnete Teil an dem Signal. L ist die Signallampe, Ti der am Signal befindliche
Lampentransformator; u ist das Überwachungsrelais, t und
n sind die Kontakte an einem Tag-Nacht-Schalter, wobei in der gezeichneten
Darstellung der Kontakt n (Nacht) unterbrochen ist, während der Kontakt t (Tag)
geschlossen ist. In der Fig. i fließt der Strom von der Stromquelle, deren Spannung
mit 200 V angenommen sei, über den Schalter t, einen Teil u2 der Relaiswicklung
u und die Leitung L zu dem Lampentransformator T, und damit auch zur
Signallampe L. Bei Nacht wird der Schalter t unterbrochen und der
Schalter ii geschlossen. Es werden dann z. B. ioo V dem Stromkreis zugeführt, und
der Strom fließt durch die ganze Relaiswicklung u zur Signallampe. Der bei Nacht
fließende Strom ist natürlich wesentlich niedriger als der bei Tag fließende. Die
Anzapfung an der Wicklung u ist so gewählt, daß dem Relais u bei Tag und bei Nacht
etwa die gleiche Energie zugeführt wird. Dadurch werden die obenerwähnten Vorteile
erreicht. Es wird bei Tag im Relais nicht mehr Energie verbraucht als bei Nacht.
Das Überwachungsrelais fällt. schon ab, wenn bei Tag eine die Sicherheit gefährdende
Herabsetzung des Lampenstromes eintritt, und schließlich braucht auf den Leerlaufstrom
des Transformators Ti nicht so weit Rücksicht genommen zu werden wie bei den bekannten
Anordnungen. Es ist also auch eine entsprechend kleinere Bemessung des Lampentransformators
T, möglich. Es ergeben sich also durch die neue Anordnung wirtschaftliche wie auch
sicherheitstechnische Vorteile.
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In der Fig. 2 wird das Überwachungsrelais u über einen Transformator
T2 und einen Gleichrichter G gespeist. Hierbei wird durch eine entsprechende Anzapfung
in der Primärwicklung des Transformators T2 dasselbe erreicht wie bei dem Ausführungsbeispiel
der Fig. i.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist ein Tag-Nacht-Umschalter
t, in den Sekundärkreis des Transformators T2 des Überwachungsrelais gelegt, wobei
dieselbe Wirkung erzielt wird wie bei den Ausführungsbeispielen der Fig. i und 2.
Hierbei kann die Umschaltung zentral für alle angeschlossenen Lichtstromkreise vorgenommen
werden.
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Gemäß der Erfindung ist es nicht unbedingt notwendig, diese Einzelumschaltung
der einzelnen Lichtstromkreise in allen Signalschaltungen vorzunehmen. Man kann
sich darauf beschränken, diese Umschaltung in den Stromkreisen vorzunehmen, bei
denen sich die erwähnten Vorteile besonders auswirken. Dies ist z. B. beim Rotlichtstromkreis
der Fall, denn i. stehen die Signale meistens in der Haltstellung, so daß sich die
erwähnte Energieersparnis hierbei besonders auswirkt, 2. ist aber auch der Rotlichtstromkreis
als Haltlichtstromkreis von besonderer sicherheitstechnischer Bedeutung. Es ist
hierbei besonders notwendig, daß bei Störungen im Rotlichtstromkreis ein entsprechendes
Gefa'hrsignal oder ein Ersatzrotstromkreis eingeschaltet wird. Die übrigen Stromkreise
können wie bisher zentral durch Umschaltung einer gemeinsamen Stromquelle, z. B.
eines Transformators, von Tag auf Nacht geschaltet werden.