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Schaltungsanordnung-für Prüfgeräte in elektrischen Stellwerksanlagen
Es sind für die Prüfung von Antriebsschaltungen für Weichen, Gleissperren, Fahrsperren,
Signale u. dgl. Schaltungen von Relais bzw. Relaissätzen bekanntgeworden, welche
die Wirkung eines Antriebes in der zugehörigen Schaltung nachahmen. Besonders für
den Zusammenbau von Stellwerksanlagen sowie für deren Änderungen und Ergänzungen
haben sich diese Einrichtungen als besonders zweckmäßig erwiesen, weil sie die Möglichkeit
bieten, daß. man sich von der Arbeitsfähigkeit der Schaltereinrichtungen im Stellwerk
vor dem Anschließen eines Antriebes überzeugen kann. Es hat sich jedoch gezeigt,
daß die hierbei bekannten Prüfgerätschaltungen den Nachteil haben, nicht betriebsecht
die Wirkung des Antriebes nachzuahmen. Besonders bei den modernen Gleisbildstellwerken
macht sich das zu schnelle Arbeiten der Relais bei der Ausleuchtung der Stelltischfelder
und der sog. Steuerrelaisgruppen recht ungünstig bemerkbar, weil im Fälle von Störungen
nicht leicht erkennbar angezeigt werden kann, in welchem Teil der gestörten Schaltung
die Hemmung liegt.
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Gemäß der Erfindung wird deshalb eine Schaltungsanordnung für die
Prüfgeräte der Steuerschaltereinrichtungen, für Weichen, Gleissperren, Fahrsperren,
Signale u. dgl. in elektrischen Stellwerksanlagen vorgeschlagen, in welcher an Stelle
eines Motorantriebes ein Relaissatz vorgesehen wird, welcher mit Verzögerungseinrichtungen
ausgerüstet ist, um auf die zu prüfende Schaltung betriebsecht einzuwirken. Da besonders
im modernen Stellwerksbau drehstromgesteuerte Antriebe in zunehmendem Maße angewandt
werden, so wird gemäß weiterer Erfindung der Relaissatz des Prüfgerätes über zwei
Transformatoren und einen Kondensator, die im Stern geschaltet sind, angesteuert,
wobei die Wirk- und die Blindwiderstände derart abgeglichen sind, daß in dem Phasenleiter
eines der beiden Transformatoren stets eine Blindspannung zur Wirkung kommt, welche
der Phasenspannung
dem Betrage nach gleich, der Phasenlage nach
jedoch entgegengerichtet ist. Hierdurch kann über den an den anderen Phasenleiter
angeschlossenen Transformator das Prüfgerät durch den Phasenwechsel, welcher sich
beim Hin- und Herstellen des Weichenschalters ergibt, abwechselnd in die Plus- und
in die Minuslage gebracht werden.
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An Hand der Fig. i bis 4 sei der Erfindungsgegenstand in der im Eisenbahnsignalwesen
üblichen Darstellungsweise für die Prüfung zweier Weichenschaltungen beispielsweise
erläutert. Die Fig. z und 2 zeigen die Anordnung für eine Gleichstromschaltung,
die Fig. 3 und 4 die Anordnung für eine Drehstromschaltung, wobei die Fig. i und
3 den Regelbetrieb mit einem Weichenantrieb und die Fig. 2 und 4 den Betrieb mit
Prüfgeräten zeigen. Für beide Anwendungsbeispiele ist außerdem im Interesse einer
einfachen Darstellung nur eine einfache Schaltereinrichtung zugrunde gelegt, wie
sie in elektrischen Stellwerken mit mechanischem Verschlußregister allgemein seit
langem verwendet wird.
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In den Fig. i bis 4 bedeuten i bis 6 die Kabeladern zwischen den Schaltereinrichtungen
im Stellwerk und dem Antrieb, Pii den Pluspol einer Überwachungsstromquelle,
Ps den Pluspol einer Stellstromquelle, M einen gemeinsamen Minuspol, R, S, T die
Phasenleiter eines Starkstrom-Drehstromnetzes, Si, g die Stellstromsicherung eines
gleichstromgesteuerten Antriebes, Si, y, s, t die Stehstromsicherungen eines drehstromgesteuerten
Antriebes, Si, ü eine Überwachungssicherung, ii bis 18 zwangsläufige Achskontakte
des Weichenschalters, die bei jedem Umlegen des Schalters wechseln, 21 bis 26 Springschaltkontakte,
die beim Umlegen des Weichenschalters von Hand in eine Arbeitsstellung für die Anschaltung
der Stehspannung und nach dem Auslauf des Weichenantriebes durch den Auslösemagneten
2o in die Grundstellung für die Anschaltung der Überwachungsspannung bewegt werden,
2o einen Auslösemagnet, welcher die Springschaltkontakte 21 bis 26 und einen Ankerkontakt
toi steuert, 3o einen Überwacher, welcher bei jedem Umlegen des Weichenhebels auf
bekannte Weise mit Hilfe einer Ankersperre daraufhin überprüft wird, ob sein Anker
im stromlosen Zustand der Wicklung noch selbsttätig abfällt, 4o ein Hilfsrelais,
welches den Ankerkontakt 401 steuert, 501 Plusfeldwicklung eines reversierbaren
Gleichstrom-Reihenschlußmotors, 502 Minusfeldwicklüng eines reversierbaren
Gleichstrom-Reihenschlußmotors, 503 die Ankerwicklung eines Gleichstrom-Reihenschlußmotors,
51, 52, 53 die Ständerwicklungen eines Drehstrom-Asynchronmotors mit Kurzschlußläufer,
54 bis 57 Weichenantriebskontakte, 6o1 den Kontakt einer Auffahrtaste, 6o einen
Auffahrmelder mit den Kontakten 61, 62, 71 ein Verzögerungsrelais, das bei jeder
Anschaltung für eine Umstellung in die Pluslage seine Kontakte 711, 712 wechselt
und diese nach der Abschaltung stets verzögert in die Grundstellung zurückbewegt,
72 ein Verzögerungsrelais, das bei jeder Anschältung für einer Umstellung in die
Minuslage seine Kontakte 721, 722 wechselt und diese nach der Abschaltung stets
verzögert in die Grundstellung zurückbewegt, 73 ein Kipprelais, welches bei jeder
Anschaltung seine Kontakte 731, 732, 733 wechselt, 8o1, 8o2 Transformatoren,
803 einen Kondensator, 81 einen Anschaltmagnet, der die Kontakte 811 bis
814 steuert und durch den Kondensator 817 eine Ankerabfallverzögerung erfährt, 815
einen Gleichrichter, 816 einen Widerstand, 82 einen Anschaltmagnet, der die Kontakte
821 bis 824 steuert und durch den Kondensator 827 eine Ankerabfällverzögerung erfährt,
825 einen Gleichrichter, 826 einen Widerstand, 89 den Kontakt einer Auffahrprüftaste,
welche zur Nachahmung des Auffahrens einer Weiche betätigt werden muß, gi, 92 ein
Stützrelais, das mit seiner Minuswicklung gi die Kontakte gzi bis 913 und mit seiner
Pluswicklung 92 die Kontakte gei bis 923 steuert, 8i7, 827 Kondensatoren: Für die
Gleichstromweichenschaltung zeigt Fig. i die Pluslage für den Regelbetrieb mit angeschlossenem
Weichenantrieb, Fig.2 die Plusstellung derselben Schaltung mit angeschlossenem Prüfgerät.
In Fig. i sind der Überwacher 30 sowie das Hilfsrelais 4o im Plusüberwacherstromkreis
erregt. Wird der Weichenhebel umgelegt, so wechseln die Kontakte 11, 12, 21, 22,
23. Hiermit wird die Überwachungsspannung ab- und die Steilspannung angeschaltet.
Der Weichenantrieb läuft an, und es fließt für die Umstellung der Weiche in die
Minuslage über Ps-Si, 9-21-11-2-57-502-503-4-22-1V1 ein Strom zum Motor. Bei Anlauf
wechseln der Antriebskontakt 56 und beim Erreichen der Minuslage der Antriebskontakt
57, so daß der Auslösemagnet 2o im Stromkreise Ps-Si, 9-21-ii-2-57-3-41-2o-M anspricht.
Es wechseln die Springschaltkontakte 21, 22, 23 in die Grundstellung. Die Steilspannung
ist also wieder ab- und die Überwachungsspannung wieder angeschaltet. Es spricht
sodann das Hilfsrelais 40 über Pii-Si, ii-22-4o-M an, das mit seinem Kontakt 41
den Überwacher 30 im Minusüberwachungsstromkreis
zuschaltet. Wird die Weiche in der Plusstellung aufgefahren so
wechselt der Antriebskontakt 56, und es wird auf bekannte Weise zur Auffahrkennzeichnung
durch den über PÜ-Si, ü-22-4-503-5oI-56-I-II-2I-M gehenden Kurzschlußstrom die Sicherung
Si, ü zerstört und dadurch das Hilfsrelais 40 und der Überwacher 3o abgeschaltet.
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Wird das Prüfgerät angeschlossen, so übernimmt das Kipprelais 73 mit
seinen Kontakten 732, 733 die
erregt. Wird der Weichenschalter in die Minuslage gestellt, so wird nach dem Wechsel
der Kontakte 1I, 12, 21, 22, 23 das Verzögerungsrelais 72 im Stromkreise Ps-Si,
9-2I-II-2-733-72-4-22-M erregt. Mit seinem Ansprechen schaltet es mit dem Kontakt
721 die Überwachungsleitung 3 ab und mit dem Kontakt 722 das Kipprelais 73 im Stromkreise
an, das seine Kontakte 731, 732, 733 wechselt. Mit
bildet. Würde vor dem Wechsel des Verzögerungsrelais 72 der Weichenschalter zurückgelegt,
so sprechen die Relais 71, 73 im Stromkreise
an, und es ergibt sich nach dem Ablauf der Verzögerungszeit für das Relais 71 wieder
die in Fig. 2 gezeigte Grundstellung. Dieselbe kommt auch zustande, wenn der Weichenschalter
aus der Minusüberwachungslage in die Plusstellung zurückbewegt wird.
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Soll das Auffahren nachgeahmt werden, so ist die Auffahrtaste mit
ihrem Kontakt 89 zu betätigen. Dadurch entsteht ein Kurzschlußstrom, der beim Auffahren
aus der in Fig. 2 gezeigten Plusstellung über Pü-Si, ü-22-4-89-732-I-II-2I-M geht
und die Überwachungssicherung Si, ü zerstört. In Fig. 3 ist eine einfache Drehstromschaltung
mit getrennten Motor- und Überwachungsstromkreisen gezeigt. In der dargestellten
Plusstellung sind die Aufgabe der Antriebskontakte 56, 57 für die Bildung des Plus-
bzw. des Minusüberwachungsstromkreises.Der Kontakt 731 dient der wechselweisen Anschaltung
des Kipprelais 73 beim Umstellen des zu prüfenden Weichenschalters.
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Die Relais 71, 72 sind derart verzögert, daß nach der Abschaltung
der Wicklung die Anker mit den Kontakten zu einem Zeitpunkt die Grundstellung erreichen,
wie bei der Regelumstellung der Ansprechstromkreis für den Auslösemagneten gebildet
wird. In der in Fig. 2 gezeigten Plusstellung sind der Überwacher 30 und
das Hilfsrelais 40 über Kontakt 731 schaltet sich das Kipprelais ab, mit Kontakt
732 wird das Verzögerungsrelais 71 vorbereitend angeschaltet und mit Kontakt 733
das Verzögerungsrelais 72 abgeschaltet. Damit sind alle Leitungen stromlos, bis
das Verzögerungsrelais 72 wieder in die Grundstellung zurückwechselt und mit seinem
Kontakt 721 den Stromkreis für den Auslösemagneten 2o schließt, der über Ps-Si,
g-2I-II-2-733-72I-7II-3-4I-2o-M anspricht und mit dem Zurückbewegen seiner Kontakte
21, 22, 23 in die Grundstellung den Minusüberwachungsstromkreis Motorstromkreise
stromlos. In dem Überwachungsstromkreis besteht der Plusüberwachungszustand. Der
Überwacher 3o ist über Pii-Si, ii-I7-I5-4-54-5-24-3o-62-I8-M erregt. Wird der Weichenschalter
in die Minusstellung umgelegt, so wechseln die Kontakte 13 bis 18 und 24 bis 26.
Der Motor 51 bis 53 ist für die Umstellung in die Minuslage über
angeschaltet. Bei Beginn der Antriebsumstellung wechselt der Antriebskontakt 54,
und der Auffahrmelder 6o spricht zur Überprüfung seiner Arbeitsfähigkeit über Pü-Si,
ü-I8-6oi-6o-I5-4-54-55-6-I6-I7-M an und schaltet sich gleichzeitig in seinem Selbstschlußkreis
über die Kontakte toi und 61 an. Erreicht der Antrieb die Minuslage, so wechselt
der Antriebskontakt
55, und der Auslösemagnet 2o wird in Stromkreise
Pü-Si, ü-i8-62-2o-24-5-55-6-I6-I7-M erregt. Dadurch werden durch seinen Ankerkontakt
toi der Auffahrmelder 6o abgeschaltet und die Springschaltkontakte 24 bis 26 in
die Grundstellung zurückgebracht, so daß der Überwacher 30 im Minusüberwachungsstromkreis
Pü-Si, ü-i8-62-30-24-5-55-6-i6-i7-M angeschaltet ist. Würde die Weiche aus der in
Fig. 3 gezeigten Plusstellung aufgefahren, so spricht der Auffahrmelder 6o im Stromkreise
Pü-$i,, ü-I7-I5-4-54-55-6-i6-6o-6oi-i8 M an und verhindert auf bekannte Weise das
Wiederansprechen des Überwachers 30, wenn nicht die Auffahrtaste nach dem Umlegen
des Weichenschalters betätigt wird und den Kontakt 6oi öffnet.
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In dem in Fig. 4 für die Drehstromweichenschaltung nach Fig.3 gezeigten
Prüfgerät arbeitet das Stützrelais 9i, g2 wie der Weichenantrieb mit seinen Kontakten
54, 55. Es nimmt also wie dieser eine Plus-und eine Minusstellung ein. Bei den beiden
Anschaltrelais 81, 82 ist der Ankerabfall nach jeder Anschaltung so lange verhindert,
wie die Umstellung einer Weiche im Regelbetrieb dauert, so daß die Wirkung auf die
Schaltung vom Abfall des Überwachers in der Ausgangsstellung bis zu seinem Wiederansprechen
in der neuen Weichenendlage gerechnet, betriebsgerecht nachgeahmt wird. Die Relaisstromkreise
sind mit den Motorstromkreisen über die Transformatoren 8oi, 8o2 gekoppelt. Damit
ist die Möglichkeit gegeben, für die Relais 81, 82, 9i, 92 eine genormte Schwachstromausführung
zu verwenden. Die beiden Transformatoren 8o=, 8o2 bilden mit dem Kondensator
803 eine unsymmetrische Drehstromschaltung, in welcher die Wirkwiderstände
und die Blindwiderstände so aufeinander abgestimmt sind, daß im Phasenleiter S eine
Blindspannung zustande kommt, welche gegenüber der Phasenspannung dem absoluten
Betrag nach gleich, der Phasenlage nach aber um =8o° verschoben ist. Dadurch wird
im Phasenleiter S der Strom gleich Null und über den Phasenleiter R bei der Anschaltung
für die Umstellung entsprechend der Lage der Kontaktei3, 14 der Transformator 8o2
für die Minusstellung arbeitsfähig und steuert mit seinem Sekundärteil bei der Umstellung
nach Minus die Stützrelaiswicklung gi und das Anschaltrelais 81 bzw. bei der Umstellung
nach Plus die Stützrelaiswicklüng 92 und das Arschalt relais 82.
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An Hand eines Umstellvorganges sei die Wirkung noch weiter erläutert.
In der Plusstellung nach Fig. 4 ist in dem Überwachungsstromkreis der Überwacher
30 über Pü-Si, ü-i7-I5-4-9I3-823-813-5-24-30-62-i8-M erregt. Mit dem Umlegen
des Weichenschalters wechseln die Kontakte 13 bis 18 und 24 bis 26. Hierdurch wird
der Überwacher 30 abgeschaltet und im Motorstromkreis
der Transformator 8o2 erregt. Der Transformator 801 bleibt infolge der im Phasenleiter
S wirkenden Blindspannung stromlos. Im Sekundärkreis des Transformators 8o2 spricht
das Anschaltrelais 81 über den Gleichrichter 8,5 an; der mit seinem Kontakt
8i2 die Minuswicklung 9i des Stützrelais 9i, 92 anschaltet und gleichzeitig mit
seinem Kontakt 814 den Ansprechstromkreis für den Auffahrmelder 6o über Pü-Si, ü-i8-6oi-6o-i5-4-8i4-6-i6-I7-M
bildet. Mit dem Ansprechen der Minuswicklung g= werden die Kontakte gei, 922 geöffnet
und damit die Minuswicklung g= abgeschaltet, die Kontakte gii, 9i2 geschlossen und
das Anschaltrelais 82 und die Pluswicklung 92 des Stützrelais 9i, 92 für die Rückstellung
vorbereitend angeschaltet. Außerdem bleibt das Anschaltreläis 81 über den Widerstand
816 nur noch am Kondensator 8i7 angeschlossen, dessen Kapazität so bemessen ist,
daß die Wicklung des Relais 81 noch so lange erregt bleibt und den Anker hält, wie
es etwa der Umstellzeit eines Weichenantriebes entspricht. Wechselt das Relais 81
wieder in die Grundstellung, s0 wird der Kontakt 813 geschlossen und der Auslösemagnet
2o über Pü-Si, ü-18-62-2o-24-5-813-823-923-6-i6-17-M angeschaltet, der mit dem Öffnen
seines Ankerkontaktes toi den Auffahrmelder 6o wieder abschaltet. Gleichzeitig wird
dabei mit den Springschaltkontakten 24, 25, 26 der Motorstromkreis geöffnet und
der Minusüberwachungsstromkreis Pü-Si, ü-i8-6z-3o-24-5-8I3-823-923-6-i6-i7-M gebildet.
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Eine besondere Überprüfung des Auffahrmelders 6o durch die sonst übliche
besondere Auffahrprüftaste ist bei der Schaltung nach Fig. 3 nicht erforderlich,
weil der Auffahrmelder 6o betriebsmäßig in dem Stromkreis, über welchen er beim
Auffahren angeschaltet wird, ansprechen muß, ' Die beispielsweise erläuterten Schaltungsanordnungen
für Prüfgeräte sind nicht nur in Verbindung mit Weichenschaltern für Stellwerke
mit mechanischen Verschlußregistern verwendungsfähig, sondern können in gleicher
Weise auch in Weichenschaltungen für Stellwerke mit rein elektrischen Verschlüssen
arbeiten. Für ihre Wirkung ist es gänzlich belanglos, ob die Stehkontakte für eine
Weiche, Gleissperre, Fahrsperre od. dgl. von Hand, elektromagnetisch' oder elektromotorisch
gesteuert werden. ,