DE919895C

DE919895C - Anordnung zur Steuerung von Drehstromantrieben bei Eisenbahn-Sicherungseinrichtungen, im besonderen Weichenantrieben

Info

Publication number: DE919895C
Application number: DES21850A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Siebers
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-02-13
Filing date: 1951-02-13
Publication date: 1954-11-08

Description

Anordnung zur Steuerung von Drehstromantrieben bei Eisenbahn-Sicherungseinrichtungen, im besonderen Weichenantrieben Im Eisenbahn-Sicherungswesen besteht die Notwendigkeit, irgendwelche Vorrichtungen, z. B. Weichen, Signale, Schranken u. dgl., auf eine größere Entfernung hin vom Stellwerk aus zu steuern. Hierbei muß vielfach nicht nur die Umsteuerung der die Vorrichtungen betätigenden Antriebe bzw. Antriebsmotoren mit Sicherheit bewerkstelligt werden, sondern es muß auch eine Überwachung möglich sein. Ein Weichenantrieb z. B. muß wahlweise in die eine oder andere Lage gebracht werden können. Nach dem Umlaufen des Antriebes muß eine Überwachung einsetzen, derart, daß man im Stellwerk die ordnungsgemäße Lage der Weiche erkennen kann. Für den Fall, daß die Lage der Weiche draußen vor Ort geändert wird, z. B. durch Aufschneiden, muß eine Veränderung im Überwachungsstrom auftreten, derart, daß das Aufschneiden im Stellwerk erkennbar ist.
A11 diese Erfordernisse ließen sich bisher nur mit Hilfe einer Mindestzahl von Leitungen bewerkstelligen. Zum Beispiel benötigte man bei einem Gleichstromweichenantrieb mindestens vier Adern oder, wenn Erde mitbenutzt wird, drei Adern. Bei einem Drehstromantrieb waren bisher im allgemeinen sechs Adern erforderlich. Ähnlich ist dies bei allen anderen Vorrichtungen, die ferngesteuert werden sollen. Hinzu kommt eine große Anzahl von Kontakten am Antrieb, die durch den umlaufenden und auslaufenden Antrieb umgesteuert werden müssen. Es müssen außerdem Maßnahmen getroffen werden, um dem Abbrand der Starkstrom führenden Kontakte entgegenzuwirken usw. Die Erfindung bringt eine Verbesserung derartiger Einrichtungen für Drehstromantriebe, wobei wesentlich an Leitungen gespart wird, aber trotzdem die an solche Einrichtungen gestellten verschiedenen Bedingungen erfüllt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, an Kontakten, vor allem an Starkstromkontakten, zu sparen.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Antrieb mit dem Stellwerk durch nur drei Adern L1, L2, L3 verbunden ist und am Ende des Weichenumlaufes ohne Abschaltung der Motorwicklungen durch vom Antrieb gesteuerte Kontakte ohmsche oder Schein-Widerstände oder Kombinationen aus diesen längs oder quer zu den Phasenleitern geschaltet werden, durch welche ein Stromanstieg bewirkt wird, der ein auf diese Stromveränderung abgestimmtes, im Stellwerk angeordnetes Relais zum Ansprechen bringt, das mittelbar oder unmittelbar die Abschaltung- des Stehstromes herbeiführt.
Es ist an sich bekannt, das Anziehen von Überwachungsmagneten nach dem Umstellen des Antriebes durch eine vom Antrieb bewirkte Stromerhöhung in einem bereits bestehenden Stromkreis zu bewirken. So hat man z. B. Überwachungsrelais verwendet, die nur ansprechen, wenn entweder über Antriebskontakte oder bei kontaktlosen Antrieben durch Drosseln, deren Kern vom Antrieb mechanisch gesteuert wird, ein erhöhter überwachungsstrom fließt. Diese bekannten Schaltungen benötigen aber außer den für den Stellbetrieb erforderlichen Leitungen noch besondere Überwachungsleitungen; da immer nur eine der Stelleitungen gleichzeitig als Überwachungsleitung verwendet werden kann, während für das Zustandekommen des Überwachungsstromkreises in den beiden Endlagen je eine besondere Leitung erforderlich ist.
Bei Anordnungen nach der Erfindung werden keine zusätzlichen Überwachungsleitungen verwendet, und die Anzahl der Stelleitungen ist auf drei Leitungen, d. h. auf den Idealfall der für einen reversiblen Drehstromantrieb möglichen Leitungen, herabgemindert. Die Stromerhöhung, welche das Ansprechen der Überwachungseinrichtung bewirkt, kann auf verschiedene Weise stattfinden. Man kann z. B. Drosselspulen verwenden, bei denen eine Sekundärwicklung ganz oder teilweise über Antriebskontakte kurzgeschlossen wird. Es ist auch möglich, den Widerstand der Motorwicklung durch Anzapfen oder Einschalten besonderer Wicklungen zu beeinflussen. Der Stromanstieg beim Auslaufen des Antriebes kann noch erhöht werden, wenn weitere Kontakte im Antrieb vorgesehen sind, die mindestens kurzzeitig zusätzliche Stromkreise im Antrieb schließen. Eine besonders zweckmäßige Ausführung ergibt sieh, wenn man zwei überwachungsmagnete verwendet, die zwar in Reihenschaltung angezogen bleiben, von denen der eine aber nur anspricht, wenn zu dem anderen nach seinem -Ansprechen ein Parallelstromkreis gebildet wird. Eine solche Anordnung ermöglicht unter anderem .eine einwandfreie Auffahrmeldung, da die Schaltung so getroffen werden kann. däß beim Auffahren der Weiche der eine Überwacher abfällt, während der andere angezogen bleibt.
Der Gegenstand der Erfindung ist in den Fig. i bis 5 beispielsweise an Hand einer Drehstromweichenschaltung erläutert. 1611, M2, 31, sind die Motorwicklungen, die durch Leitungen L1, L2, L3 mit den Phasen R, S, T verbunden sind. Fig. i zeigt die Grundstellung, in welcher der Überwachungsmagnet bzw. im Beispiel die beiden überwachungsmagnete Ufo und U2, angezogen sind. Der hierbei zustande kommende Stromfluß ist stark ausgezeichnet und führt Gleichstrom von der 6o-V-Batterie über U2., L1, die Drossel oder den Widerstand Dl, Leitung L3 zur Stromquelle zurück. Parallel hierzu fließt ein Strom über Ml und M2. Ein Teilstrom fließt nicht über L3, sondern über c13 und L2 zur Stromquelle zurück. Soll die Weiche umgestellt werden, so wird entweder durch einen Handschalter oder durch Tasten od. dgl. der Stellvorgang eingeleitet, z. B. über Weichenstellrelais und Spannungsabschalter, die eine Veränderung folgender Kontakte hervorrufen: Si, bis Sls am Spannungsabschalter werden umgelegt sowie die Kontakte W11 bis W1. amStellrelais. Zweckmäßig verwendet man als Stellrelais ein sogenanntes Wechselrelais, welches Kontakte besitzt, die beim Ansprechen des Relais wechseln und diese Stellung beibehalten, auch wenn der Anker die ursprüngliche Lage wieder einnimmt, während gleichzeitig an dem Relais Kontakte vorgesehen sind, die mit jedem Anziehen und Abfallen des Ankers ihre Stellung wechseln. Ein Kontakt eines solchen Relais wird dann zweckmäßig bei All angeordnet, der parallel zu dem Kontakt Si. und dem Überwachungsmagnet Ula angeordnet ist. Ein zweiter Kontakt Ale wird parallel zum Auslöserelais Pla angeordnet. Durch diesen Kontakt wird verhindert, daß die Anlaufstromspitze des Motors über das Relais Plo gelangt. Nach dem Anlaufen des Motors kann das Wechselrelais abfallen und dadurch den Kontakt Ale wieder unterbrechen. Durch Unterbrechen der Kontakte Sll und Sis wird der ganze Überwachungsstromkreis unterbrochen, die beiden Überwachungsmagnete Ulo und U2, fallen ab. Diese legen ihre Kontakte Ulv U12 sowie U21 um. Durch den Wechsel der Kontakte S12 bis S1. wird mit Abschalten der Überwachungsspannung die Stellspannung angeschaltet. Beim ersten Anlauf des Motors wird der Kontakt 3 a unterbrochen, und es ergibt sich ein Stromlauf, wie in Fig. a dargestellt. Hierbei sind die Motorwicklungen 3111 M2, 1L73 an die Phasen R, S, T angeschlossen; der Motor läuft. Sobald der Motor ausgelaufen ist, wird der Kontakt 4a geschlossen, und es ergibt sich der Stromlauf, wie in Fig.3 dargestellt. Es fließt ein erhöhter Strom über die beiden parallel geschalteten Widerstände D2 und D5 zum Relais Plo, das so bemessen ist, daß es nur bei dem erhöhten Strom anspricht, während es bei dem normalen Strom während des Umlaufes (Fig. 2) nicht anziehen konnte. Dieses Relais Pla bewirkt nun mit seinen Kontakten über den nicht dargestellten Spannungsabschalter sowie das Stehrelais bzw. Wechselrelais die Umschaltung der Kontakte Sll bis Sl'@ wodurch die Stellspannung abgeschaltet und die Überwachungsspannung angeschaltet wird. Dieser Zustand ist in Fig. 4 dargestellt. Ulo und LT., ziehen wieder an. Durch Abfallen des Spannungsabschalters und Unterbrechen des Kontaktes S12 ist das Relais Plo wieder abgeschaltet worden. Die Ruhelage ist damit erreicht. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, war der Kontakt Pll am Relais PA durch Anziehen des Relais geschlossen worden, so daß der Überwachungsstrom über den Kontakt Pll zustande kommen konnte. In Fig. 4 dagegen ist durch Abfall des Relais P" der Kontakt P" wieder unterbrochen, und der Überwachungsstrom fließt jetzt wieder auf dem stark ausgezogenen Wege, der infolge der Minuslage des Weichenantriebes anstatt über L4 jetzt über L5 geführt ist. Die Kontakte P11, U12, Uli und U21 haben gemäß der Erfindung eine ganz besondere Bedeutung. Über den geschlossenen Kontakt Pll nach Fig. 3 kommt nach dem Umlegen der Spannungsabschalterkontakte Sll bis S" zunächst nur Relais Ulo zum Anzug. U2, ist zwar in Reihe mit U1,, wie aus Fig. 4 ersichtlich, es ist aber so bemessen, daß es durch die vorgeschaltete Wicklung von UM nicht zum Anzug kommen kann. Dagegen bleiben sie beide nach dem Anziehen trotz Hintereinanderschaltung in der angezogenen Stellung. Der Reihe nach kommt also die Überwachungsschaltung nach Fig. 4 so zustande, daß durch Schließen von Pll erst Ulo anzieht. Dieses schließt die Kontakte Uli und U12. Über U12 macht sich Ulo unabhängig von PW der ja auch gleich nach dem Abfall von Plo wieder unterbrochen wird, wie in Fig. 4 dargestellt. U2, zieht nun auf dem Wege, der über Leitung L2, Motorwicklung M3 und Ml, Leitung L1, L5 und Lll zum Minuspol führt, an. U2, schließt nun U21 und macht sich dadurch von dem Kontakt Uli unabhängig. Dadurch, daß Ulo nur Strom erhalten kann über einen Kontakt Pll des Relais PA, ist Vorsorge getroffen, daß, wenn Ulo etwa einmal durch Leitungsberührung oder durch Auffahren der Weiche zum Abfall kommt, er nicht ohne weiteres wieder anziehen kann, auch nicht durch Fremdstrom, da erst wieder Plo zum Anzug kommen und P11 schließen muß, ehe Ulo ansprechen kann.
Wie aus der obigen Darstellung ersichtlich, wird also die Umschaltung vom Stellstrom auf Überwachungsstrom bewirkt durch ein Relais Plo im Stellwerk. Hierdurch ist es möglich, mit drei Leitungen für die Umstellung und Überwachung des Antriebes auszukommen. Der Anzug des Relais P" erfolgt, wie an Hand der Fig. 3 geschildert, durch den erhöhten Stromlauf. Man kann eine weitere Erhöhung des Stromlaufes bzw. ein besonders erhöhtes Anzugmoment für das Relais Plo noch dadurch herbeiführen, daß man einen sogenannten Schleifkontakt oder Unterwegskontakt vorsieht, der also nur kurzzeitig während des Umlaufes bzw. kurz vor dem Auslaufen des Motors schließt. Dieser Kontakt ist mit 4 b bezeichnet. Er schließt kurz vor Auslaufen des Motors und wird im nächsten Augenblick wieder unterbrochen. Während des kurzen Augenblicks, wo er geschlossen ist, sind also auch die Widerstände Dl und D3 parallel geschaltet, wodurch der schon durch Parallelschaltung von DE und D5 erhöhte Stromfluß noch weiter gesteigert wird. Bei der anderen Drehrichtung des Motors wirkt entsprechend der Kontakt 3 b. Die Darstellung der Kontakte 4 b, 4c, 3b, 3 c soll das kurzzeitige Schließen während der Motorbewegung zum Ausdruck bringen. Zweckmäßig werden die eben genannten Kontakte so angeordnet, daß sie zusammen mit der Umschaltung der Kontakte 3 a bzw. 4 a unterbrochen werden, d. h. das kurzzeitige Schließen der Kontakte 3 b bzw. 4 b erfolgt erst, wenn der Weichenantrieb die Endlage erreicht hat, und durch das Auslaufen des Motors bzw. Einklinken der Kontaktrolle werden sie wieder unterbrochen.
Fig.5 zeigt den Zustand bei Auffahren der Weiche aus der Grundstellung nach Fig. i. Zunächst wird hierbei durch Ausheben der Kontaktrolle der Kontakt 3 unterbrochen, die Widerstände Dl und D3 sind also nicht mehr parallel geschaltet. Der über L3 zum Überwachungsmagnet Ulo fließende Strom wird also herabgesetzt, so daß der Überwachungsmagnet Ulo abfällt. Die Kontakte 3 b und 4 b haben auch hierbei ihre Bedeutung, denn bei dem Auffahren aus der Lage der Fig. i wird ja außer dem Unterbrechen von 3 a. gleichzeitig wieder kurzzeitig 3 b geschlossen. Damit erfolgt also ein Kurzschluß der Motorwicklungen M2, Mg. Es tritt also eine unmittelbare Verbindung nach Minus ein, so daß für einen kurzen Augenblick, während 3 b schließt, Ulo kurzgeschlossen ist. Hierdurch kann das Abfallen von Ulo noch begünstigt werden. In demselben Sinn würde auch ein Kontakt Klo wirken, den man in der Leitung L3, wie in Fig. 5 dargestellt, anordnen könnte. Dieser Kontakt müßte beim Auffahren, ähnlich wie 3 b, im ersten Augenblick der Motorbewegung, bevor die Zahnstange sich bewegt, kurzzeitig unterbrochen werden, so daß Ulo hierdurch zum Abfall kommt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist U20 angezogen geblieben. Der Zustand »U1. abgefallen, U2, angezogen« zeigt im Stellwerk an, daß die Weiche aufgefahren ist, und kann bei Gleisbildstellwerken eine besondere Ausleuchtung herbeiführen, die diesen Zustand erkennbar macht.
An Stelle des Stromanstiegs für das Ansprechen des Relais P" kann man auch eine andere Stromveränderung benutzen. Man könnte z. B. durch entsprechende Schaltung und Zuhilfenahme von Kondensatoren beim Schließen des Kontaktes 4a, wie bei der Lage nach Fig. 3, den Überwachungsgleichstrom so über die Leitungen führen, daß er zum Relais Plo gelangt. Ist dieses Relais so ausgebildet, daß es nur auf Gleichstrom, hingegen nicht auf Wechselstrom anspricht, so kann es also auch erst zum Ansprechen kommen, wenn durch Schließen des Kontaktes 4a diese Stromveränderung herbeigeführt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Steuerung von Drehstromantrieben bei Eisenbahn-Sicherungseinrichtungen, im besonderen Weichenantrieben, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb mit dem Stellwerk durch nur drei Adern (L1, L2, L3) verbunden ist und am Ende des Weichenumlaufes ohne Abschaltung der Motorwicklungen durch vom Antrieb gesteuerte Kontakte ohmsche oder Schein-Widerstände oder Kombinationen aus diesen längs oder quer zu den Phasenleitern geschaltet werden, durch welche ein Stromanstieg bewirkt wird, der ein auf diese Stromveränderung abgestimmtes, im Stellwerk angeordnetes Relais zum Ansprechen bringt, das mittelbar oder unmittelbar die Abschaltung des Stellstromes herbeiführt.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Drosseln benutzt werden, deren Sekundärwicklung ganz oder teilweise kurzgeschlossen wird.
3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Motorwicklung durch Anzapfungen oder besondere Wicklungen unmittelbar beeinflußt werden.
4. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromanstieg dadurch unterstützt wird, daß parallel zu den vom Motor betätigten Kontakten (3 a, 4 a) weitere Kontakte (4 b, 3 b) angeordnet sind, die kurzzeitig vorn auslaufenden Motor geschlossen werden und hierdurch eine weitere Stromerhöhung herbeiführen.
5. Anordnung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet; daß zwei in der Ruhelage in Reihe angeordnete Überwachungsmagnete (Ulo, U20) vorgesehen sind, von denen der eine (U20) so bemessen ist, daß er in der Hintereinanderschaltung mit dem anderen (U10) zwar angezogen bleiben, aber nicht zum Anziehen kommen kann.
6. Anordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Stromveränderung ansprechende Relais (Plo) durch einen Kontakt (A12) z. B. des Stehrelais kurzzeitig während des Anlaufstromstoßes des Motors überbrückt wird. Anordnung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Kontakt (P1,) das durch die Stromveränderung zum Ansprechen gebrachte Relais (P10) die Anschaltung des Überwachungsmagnetes (U10) nach dem Auslaufen des Motors herbeiführt. B. Anordnung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungsmagnet (U10) sich durch einen Selbstschlußkontakt (U12) von dem Kontakt (P") des auf die Stromänderung ansprechenden Relais (PI.) unabhängig macht. g. Anordnung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch der zweite Überwachungsmagnet (U20) einen Selbstschlußkontakt (U2,) besitzt. ro. Anordnung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der überwachungsmagnet (U10) während des Stellvorganges durch einen Kontakt (S15) des Spannungsabschalters bzw. -einen Kontakt (A11) des Stellrelais kurzgeschlossen ist. i i. Anordnung nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Schaltung erreicht wird, daß beim Auffahren nur einer der überwachungsmagnete (U10) abfällt, während der andere Magnet (U20) angezogen bleibt, wodurch das Auffahren erkennbar gemacht wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 650 398, 82:7 077, 83i 409, 672 540, 538 564 551:261, i94407, 205 975, 2i2 343, 680 705, 670 835, 820 902, 8i0 770, 8i0 77i, 8i6 563, 64i 7o4, 645935, 36i ioi, 68 722, 342 5i2, 681911, 537 705, 573 040, 60i 1i3, 655 47i, 65o i65, 825 698, 473 473.