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Einrichtung bei Stellwerken mit Einzelumstellung und fahrstraßenweiser
Umstellung von Weichen und elektrischen Verschlüssen, im besonderen Tischhebelwerken
Für die Umstellung und Überwachung von Weichen, Signalen und anderen Einrichtungen
des Eisenbahnsicherungswesens werden mechanische oder elektrische Stellwerke verwendet.
In beiden Fällen muß die Sicherheit gegeben sein, daß ein Signal nur auf Fahrt gestellt
werden kann, wenn die Weichen der zugehörigen Fahrstraße alle richtig liegen und
verschlossen sind, so daß also nicht etwa eine Weiche unter dem Zuge umgestellt
werden kann. Außerdem müssen auch die der eingestellten Fahrstraße feindlichen Signale
und Weichen verschlossen werden. Auch bei elektrischen Stellwerken verwendete man
für den Verschluß mechanische Einrichtungen. Erst in neuerer Zeit ist man dazu übergegangen,
Stellwerke mit elektrischen Verschlüssen zu bauen. Eine besondere Art dieser Stellwerke
sind die Tischhebelwerke. Während man den mechanischen Verschluß in einfacher Weise
dadurch bewerkstelligt, daß eine Verschlußstange in Ausschnitte der Stellstangen
eingreift und diese damit festlegt, lassen sich ähnliche Mittel bei elektrischen
Verschlüssen
nicht anwenden. Auch alle anderen Erfordernisse wie z. B. die Auffahrmeldung usw.
lassen sich nicht in derselben Weise durchführen wie. bei den bekannten Stellwerken.
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Bei den elektrischen Hebelwerken mit mechanischen Verschlüssen und
auch bei neueren Stellwerken mit elektrischen Verschlüssen liegen die bei der Einzelumstellung
betätigten Kontakte von Weichenhebeln, die je nach der gewünschten Weichenumstellung
in die eine oder die andere- Lage umgelegt werden, unmittelbar im Stellstromkreis
der Weiche bzw. im Stromkreis der die Weichenumstellung bewirkenden Relais. Auch
die von Fährstraßenrelais gesteuerten Kontakte zur fahrstraßenweisen Umstellung
der Weichen wirken unmittelbar auf die Stellrelais ein. Dabei ist die Anordnung
in den Stromkreisen im allgemeinen so getroffen, daß alle Kontakte zwischen dem
einen' Pol der Stromquelle und dem einen Reläisanschluß liegen, während der andere
Relaisanschluß unmittelbar mit dem anderen Pol der Stromquelle verbunden ist. Eine
eindeutige Überprüfung der Stromkreise auf Fremdstrom ist dabei nicht möglich. Diese
Überprüfung ist jedoch bei den neuerdings, gebauten Stellwerken mit Tischhebelwerken
oder Gleisbildstelltischen von großer Bedeutung, da bei der Vielzahl der vom Stehtisch
zum Relaisraum und innerhalb des Relaisraumes verlegten Leitungen trotz aller Vorsichtsmaßnahmen
durch Leitungsberührung unter Umständen Fremdströme auftreten können, die dann eine
unzeitige bzw. gar falsche Auslösung eines Stellvorganges bewirken würden.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die Fehlbetätigung
von Stellrelais weitgehend vermieden wird, wenn ihr Ansprechen von der vorhergehenden
Überprüfung desjenigen Stromkreises abhängig gemacht ist, in dem die die Umstellung
einleitenden Kontakte angeordnet sind. Gemäß der Erfindung sind daher die Kontakte,
welche bei Einzelstellung und bei fahrstraßenweiser Stellung die Umstellung des
Weichenantriebes einleiten, d. h. die Tasten-bzw. Tastenrelaiskontakte und die Fahrstraßenrelaiskontakte,
zwischen einem bei jeder Weichenumstellung ansprechenden Prüfrelais, das die Umstellung
des Weichenantriebes .vermittelt, und zwei parallel zueinander geschalteten Plus-
bzw. Minushilfsrelais angeordnet. Je nach der vorhandenen Weichenlage ist dabei
über einen von der Weichenlage abhängigen Kontakt entweder das eine -oder das andere
Hilfsrelais mit dem Prüfrelais in Reihe geschaltet.
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Im Stromkreis des Priifrelais und der Hilfsrelais können auch noch
Kontakte anderer bei der Weichenumstellung zu überwachender Vorrichtungen liegen,
z. B. ein vom Gleisrelais des Weichenabschnittes abhängiger Kontakt od. dgl. Tritt
in diesem Stromkreis eine Fremdspannung auf, so kann entweder nur das Prüfrelais
oder eines der beiden Hilfsrelais ansprechen. Ist jedoch die Steuerschaltung so
getroffen, daß bei jeder Umstellung das Plus- und das Minusstellrelais arbeiten
müssen, wobei z. B. bei der Umstellung nach Plus durch das Prüfrelais das Plüsstellrelais,
durch das Hilfsrelais -das Minusstellrelais angeschaltet wird, so kann eine unzeitige
Umstellung durch Fremdstrom, der nur eines der Relais betätigen könnte, überhaupt
nicht vorkommen.
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Der Erfindungsgegenstand ist in den Figuren beispielsweise erläutert.
Teile der Schaltung, die zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind,
sind fortgelassen. Dagegen sind in den gezeichneten Schaltbildern noch Kontakte
eingezeichnet, die durch das danebenstehende Zeichen erkennen lassen, an welchen
Relais od. dgl. sie sich befinden, ohne daß sie ausdrücklich erwähnt werden. Es
sind Kontakte, über welche verschiedene Abhängigkeiten hergestellt werden. Der Teil
der Schaltung, der im wesentlichen den Stellenkreis für die Plus- und Minussteller
und den Spannungswechsler zeigt, ist mit Fig. i bezeichnet. Fig. 2 zeigt den Steuerkreis
mit den Tastenkontakten, Fig.3 die eigentliche Weichenschaltung. In der Weichenschaltung
ist angenommen, daß es sich um Drehstrommotoren -handelt. Die Schaltung läßt sich
analog für andere Motorenarten durchführen. Für die Relais sind Zeichen gewählt
worden, die erkennen lassen, um was für ein Relais es sich handelt, wobei neben
den von jedem Relais betätigten Kontakten die entsprechenden Zeichen angeordnet
sind. Ein Pfeil aufwärts heißt »Relais angezogen«, ein Pfeil abwärts »Relais abgefallen«,
ein Pfeil mit Querstrich heißt »Anker des Relais abgestützt«. Zum Beispiel sind
in Fig. i zwei Relais io und 2o als Plussteller verwendet, die sich gegdnseitig
abstützen. Man kann statt zweier Stützrelais -auch ein gewöhnliches Relais verwenden.
Stützrelais haben aber unter anderem den Vorteil, daß sie im Ruhezustand auch bei
angezogenem Anker keinen Strom verbrauchen, weil das einmal angezogene Relais durch
den Anker des mitarbeitenden abgefallenen Relais abgestützt wird. In der gezeichneten
Lage ist 2o abgefallen und io angezogen. Keines der Relais hat jedoch Strom, sondern
io wird durch den Anker des abgefallenen Relais abgestützt. Alle "Stützrelais sind
durch Quadrate bezeichnet, gewöhnliche Relais durch Kreise.
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Soll der in Fig, 3 unten durch die drei Wicklungen ü, v, w
gekennzeichnete Antriebsmotor umgestellt werden, so geschieht der Reihe nach folgendes.
Der Stellwerkwärter betätigt die beiden Tasten ti und t2-gleichzeitig. Die Wahl
von zwei Tasten für jede Handlung ist getroffen worden, um zu verhindern, daß durch
versehentliche Betätigung einer Taste eine Auslösung irgendeiner Handlung 'erfolgt.
Eine von diesen Tasten gilt für eine ganze Reihe von Weichen und heißt daher Gruppentaste.
Sie betätigt ein Relais, das mehrere Kontakte hat, von denen jeder im Steuerstromkreis
einer der Weichen liegt, wie z. B. im vorliegenden Falle t2 im Stromkreis des zum
Weichenantriebs u, v, w gehörenden Relais. Es fließt dann Strom auf dem stark gestrichelt
gezeichneten Stromkreis von der Stromquelle s = über Leitung L i, über
i io, die Tastenkontakte t i, t 2, das Weichenprüfrelais P io nach Erde.
Wäre in irgendeinem Teil dieser Leitung ein Erdschluß, so würde p io nicht anziehen
und damit die Störung erkennbar werden, d. h. die Weiche nicht umlaufen. Ist aber
alles in Ordnung, so zieht p io an, schließt seine Kontakte p ii und p i2 und unterbricht
@13- Es erhält jetzt der Plussteller 2o Strom auf dem gestrichelt stark ausgezogenen
Weg: 2o zieht an und io
fällt, da nicht mehr abgestützt, ab. Durch
Schließen des Kontaktes 21 wird das Wiederanziehen des Plusstellers io vorbereitet.
Durch Kontakt ii wird der eben geschlossene Stromkreis wieder unterbrochen, 2o bleibt
aber angezogen, da durch den abgefallenen Anker von io abgestützt. Durch Abfallen
von io wurde Kontakt 12 geschlossen, und es erhält nun der Spannungswechsler
50 Strom von Stromquelle s i über Leitung L i und L2. 5o zieht an
und legt die Kontakte 51 bis 59 um. Durch 53 und 58 wird der Überwachungsstrom
unterbrochen, und der Überwachungsmagnet u io fällt ab. Stellstrom kann jedoch noch
nicht fließen. Aus Sicherheitsgründen, damit also nicht durch irgendeine zufällige
Handlung oder Fremdstrom od. dgl. die Umstellung einer Weiche bewirkt werden kann,
läßt man außer den Plusmagneten io und 2o noch den Minusmagneten 30 mitarbeiten.
Durch den Magneten io war der Kontakt rg geschlossen worden, und da durch Abfall
des Überwachungsmagneten uio der Kontakt uii und durch Abfallen des Spannungswechslers
50 Kontakt 59 geschlossen worden sind, fließt nun ein Strom von der
Stromquelle s i über 59. uii, Leitung L2, Kontakt ig zum Minussteller
30 und über den durch Abfallen von P io wieder geschlossenen Kontakt P13
zur Erde bzw. zur Stromquelle zurück. In diesem Stromkreis liegt ein Kontakt i ii
des Fahrwegstellers oder Hilfsrelais i io. Trotzdem nun der Stromkreis über den
Fahrwegsteller bereits wieder unterbrochen worden ist, ist i io noch angezogen,
was bewirkt wird durch einen parallel geschalteten Widerstand, Gleichrichter oder
Kondensator g i. Der Minussteller ist ebenfalls als Stützrelais ausgebildet und
besteht aus den beiden Wicklungen 30 und 40. Durch Anziehen von
30 fällt ¢o ab und stützt den Anker des Relais 3o ab. Durch Schließen des
Kontaktes 31 ist das Wiederanziehen des Relais 40 vorbereitet, was jedoch erst erfolgen
kann, wenn für die Umstellung der Weiche in die andere Lage die Tasten erneut betätigt
und damit p io wieder zum Anziehen gebracht wird. Durch Anziehen von 30 sind
die Kontakte 32 und 33 umgelegt worden. Es fließt nun Stellstrom über die drei Feldwicklungen
des Weichenmotors auf dem gestrichelt gezeichneten Wege. Nach Umlaufen des Motors
wechseln die Motorkontakte ihre Lage, und es fließt nun ein Strom auf dem in Fig.
q. stark eingezeichneten Wege. Der Spannungswechsler 6o zieht wieder an, dadurch
verliert der Anker des Relais 5o die Abstützung und fällt ab. Damit werden die Kontakte
51 bis 59 wieder umgelegt. Es fließt nun Gleichstrom von der Stromquelle
s 2 auf dem in Fig. q. gestrichelt gezeichneten Wege. Der Überwachungsmagnet u io
zieht wieder an, womit die Ruhestellung der Weiche wieder erreicht wird.
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Sollen die Weichen nicht einzeln umgestellt werden, sondern gruppenweise
bei Einstellen einer Fahrstraße, so geschieht dies durch ein Fahrstraßenstellerrelais,
das durch eine Fahrstraßentaste betätigt wird und einen Kontakt (z. B. f 1o) im
Stromkreis desRelaisp io schließt. Hierbei fließt der Strom zum Relais P io zunächst
über Kontakt 13 des Plusstellerrelais io und dem Gleisrelaiskontakt w i. Der Gleisrelaiskontakt
i verhindert ein Umstellen der Weiche, falls diese besetzt ist. Sobald die Relais
P io und 2o ihre Stellung gewechselt haben, wird Kontakt 14 geschlossen, und der
Strom über den Kontakt f io fließt weiter über 1q., Leitung L3, Widerstand g2 zur
Erde. Der Weichenumstellvorgang vollzieht sich genau wie vordem beschrieben. Aber
beim Umstellen durch Betätigen der Fahrstraßentaste bleibt i io über
L 3 angezogen, was für die Ausleuchtung der Weiche bei Gleisbildstellwerken
von Bedeutung ist; denn bei Gleisbildstellwerken benutzt man die Relais, welche
im Verlaufe der Steuerung bzw. Umstellung des Weichenantriebes zum Anziehen oderAbfallen
kommen, gleichzeitig um die Ausleuchtung des Gleisbildes zu bewirken. Es werden
hierbei, um die verschiedenen Zustände zu kennzeichnen, also »Fahrstraße eingestellt«
oder »nur eine Weiche umgestellt«, »Weiche vom Zuge besetzt« oder »Weiche nicht
in die Endlage gelangt«, »Weiche aufgeschnitten« usw., verschiedenartige Ausleuchtungszeichen
verwendet, rote Lampen, gelbe Lampen, Blinkzeichen usw. Der Fahrwegsteller i io
bewirkt die Ausleuchtung der Zungenspitze. Diese darf jedoch nur erfolgen, wenn
eine Fahrstraße eingestellt ist, um ein fortlaufendes Lichtband zu erzeugen. Deshalb
muß i io bei Einstellung der Weichen über die Fahrstraßentaste angezogen bleiben.
Bei Weichen, die zwar mit einer Fahrstraße zusammenhängen, aber aus betrieblichen
Gründen unabhängig von der Fahrstraße, besonders also von Hand, eingestellt werden,
kann man die Ausleuchtung, z. B. das Blinken dieser Weichenausleuchtungsschlitze,
dadurch hervorrufen, daß bei Einstellen der Fahrstraße das zu dieser Weiche gehörige
Relais i io über einen Kontakt f 2o zum Anziehen gebracht wird. Durch das
Blinken der Ausleuchtungsschlitze wird dem Stellwerkwärter angezeigt, daß er diese
Weiche noch umstellen muß. Die Einfügung der Hilfsrelais i io und
i 2o in das Schaltbild hat noch die vorteilhafte Wirkung, daß man mit ein
und demselben Tastenkontakt ti die Weiche nach beiden Richtungen umstellen kann.
Im besonderen wird dies dadurch bewirkt, daß im Stromkreis des Relais
i io ein Kontakt i29 des Relais i 2o angeordnet ist, wobei dieser Kontakt
bei abgefallenem Relais i 2o geschlossen ist und ein entsprechender Kontakt i ig
im Stromkreis des Relais i 2o vorgesehen ist. Außerdem ordnet man zweckmäßig in
dem Stromkreis dieser Relais noch zwei Kontakte 18 und 38 des Plusstellers io bzw.
Minusstellers 3o an, wodurch eine weitere Überprüfung des Arbeitens dieser Relais
erzielt wird.
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Würde z. B. eine Weiche aufgeschnitten werden, so würden die Motorkontakte
umgelegt. Hierbei werden beide Kontakte m5 und m6 geschlossen. Dies hat zur
Folge, daß der Auffahrmelder a io zur Wirkung kommt. Die Wicklung dieses Melders
ist so bemessen, daß sie bei dem normalen Überwachungsstrom, wie er in Fig. 3 stark
ausgezogen dargestellt ist, nicht anzieht. Sobald aber durch gleichzeitiges Schließen
der Kontakte m5 und m6 der Überwachungsmagnet uio kurzgeschlossen wird, fließt ein
Strom von s2 über a 1o, 58, 15, Leitung L q., m 6, m 5, Leitung
L 5, Kontakt 16 und 52 zur Stromquelle zurück. a io zieht an und wechselt
seine Kontakte a ii und a i2. Durch a ii wird verhindert, daß
u io wieder anziehen kann, bevor der Auffahrmelder nicht wieder in Grundstellung
gebracht worden ist. Durch den Auffahrmelder a io wird z.B.
bei
Gleisbildstellwerken ein rotes Blinklicht erzeugt; so daß dem Wärter von dem Vorgang
Kenntnis gegeben wird. Der Wärter bringt die Weiche in die Ausgangslage durch Betätigen
der Weichentasten ti, t2.
Um aber den Auffahrvorgang festzuhalten, ist mit
dem Relais a2o in Reihe ein Zählwerk zio geschaltet. Der Überwachungsmagnet u io
kann daher nur anziehen, wenn a io wieder zum Abfallen kommt, und dies ist nur möglich,
wenn a2o anzieht. Das Anziehen von ago-wird bewirkt durch eine Auffahrtaste t3,
über welche gleichzeitig das Zählwerk z io in Tätigkeit gesetzt wird. Sobald a2o
anzieht, fällt aio ab und schließt den Kontakt a ii, so daß der Überwachungsstrom
über uio wieder fließen kann.
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Für das Einstellen und Verschließen einer Fahrstraße ist von Bedeutung,
daß die Weichen alle die richtige Lage einnehmen. Bei mechanischen Stellwerken geschieht
dies durch Abtasten der Weichenachsen mittels des Fahrstraßenschiebers, bei elektrischen
Stellwerken noch durch Mitwirken des Überwachungsmagneten. Bei Stellwerken mit elektrischen
Verschlüssen kann man auf diese Weise die Überprüfung der Weichenlagen nicht feststellen.
Es werden daher besondere Plus- und Minusüberwacher vorgesehen, die gleichzeitig
die Wirkung haben, daß der Überwachungsmagnet uio von Kontakten entlastet wird.
Im Stromkreis der beiden Plus- und Minusüberwachungsmagneten u2o und u30 liegen
nun außer Kontakten u i2 und u13 des Überwachungsmagneten und den eingezeichneten
Kontakten der Plus- und Minussteller noch zwei Kontakte i 12 und
i 22, die von den Fahrwegstellern i io bzw. i 2o gesteuert werden und die
bei Einstellen einer Fahrstraße den 'entsprechenden Plus- oder Minusüberwachungsmagneten
u2o bzw. u3o zum Anziehen bringen. Kontakte dieser Magneten befinden sich in den
Stromkreisen, über welche der Verschluß der Fahrstraße ermöglicht wird.
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Für den Fall, daß die Gleisfreimeldung irgendwie gestört ist, also
die Kontakte w i und w 2 nicht geschlossen werden, muß der Stellwerkwärter die Möglichkeit
haben, die Weiche umzustellen, nachdem er sich überzeugt hat, daß die Weiche nicht
besetzt ist.. Um dies zu erreichen, ist ein Hilfsrelais h io (Abb. 5) vorgesehen,
das folgende Wirkung hat: Die Taste t5 befindet sich z. B. an einer Schalttafel
in der Nähe des Fensters. Der Wärter kann sich dann überzeugen, ob die Weiche frei
ist, und drückt dann die Taste t5, die gedrückt bleibt bzw. deren in Abb. 5 dargestellter
Kontakt t5 geschlossen bleibt. Drückt er dann die beiden Tasten t i und tq.,
so wird über t q, t 5 Relais h io zum Anziehen gebracht. hio schließt
seine Kontakte hii, hie und h13.. Durch h13 wird w2 überbrückt, durch h 12 der gestörte
Kontakt w i, und durch hii ist dem Relais hio die Möglichkeit gegeben, sich über
die Leitung L 8 angezogen zu halten. Hierzu muß jedoch erst der Kontakt P ig geschlossen
sein. Da durch Drücken von t i und Schließen von h ie p io zum Anziehen gebracht
worden ist, ist P ig geschlossen worden. Da aber, wie durch Leitung L g angedeutet,
noch weitere Hilfsrelais für andere Weichen an die Weichengruppentaste t4 angeschlossen
sind, muß verhindert werden, daß der Strom von Leitung L8 sich etwa. über t5 und
L9 einen Ausweg sucht. Zu diesem Zweck ist h io mit zwei Wicklungen versehen, von
denen die eine an die Kontakte tq., t5, die andere an die Leitung L 8 angeschlossen
ist. Hat nun p io angezogen, so werden die Kontakte Pii undP13umgelegt, und die
Umstellung der Weiche vollzieht sich wie oben geschildert. Da aber die Relais io,
20, 3o'und 40 nacheinander arbeiten, arbeitete 30 erst, wenn p io wieder
abgefallen und P z3 damit geschlossen worden ist. In diesem Augenblick wird P ig
auch unterbrochen, und h io würde wieder abfallen und h 13 unterbrechen. Es könnte.dann
das Relais 30, das noch nicht gearbeitet hat, nicht Strom erhalten. Um dies zu verhindern,
wird parallel zum Relais hio eine Verzögerungseinrichtung, z. B. Sperrzelle
93, angeordnet, die so bemessen ist, daß das Relais h io noch bis zur Beendigung
des Arbeitens des Relais 30 und damit also Beendigung der Weichenumstellung
angezogen bleibt.
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Es ist bekannt, bei Weichenantrieben besondere Sicherungen vorzusehen,
die durchschmelzen, wenn der Weichenantrieb infolge einer Störung, z. B. Schneeverwehung,
hängenbleibt, also nicht in dieEndlage gelangen kann. Diese Sicherungen waren im
Stellwerk untergebracht. Diese Anordnung ist bei Stellwerken mit elektrischen Verschlüssen
nur schwer durchzuführen, da die Relais für die Betätigung und den Verschluß der
Weichen sich außerhalb des Stellwerkes befinden und die zu sichernden Leitungen
also gar nicht bis zum Stellwerk gelangen. Bei Tastenstellwerken bzw. Tischhebelwerken
im besonderen ist Relaisraum und Tisch vollkommen voneinander getrennt. Um auch
in diesem Falle bei Hängenbleiben des Antriebes den Stellstrom abschalten zu können,
wird gemäß der Erfindung ein selbsttätiger Spannungsschalter b io vorgesehen" der
bei Einleitung des Stellvorganges betätigt wird und nach Ablauf von einigen Sekunden,
die länger sein müssen als die eigentliche Stellzeit des Antriebes, die Stelleitungen
automatisch abschaltet (b ii, b i2).