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Steuergerät für in beliebiger Phasenfolge, insbesondere mit Handschalter
geschaltete Verkehrssignalanlagen. Bei Verkehrssignalanlagen ist es vielfach erforderlich,
für eine große Anzahl von Verkehrsrichtungen eine beliebige Reihenfolge der Verkehrsphasen
in der Weise zu.bewirken, daß nur verkehrsmäßig zulässige Signalkombinationen eingeschaltet
werden können.
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Es sind Einrichtungen für mehrphasige Verkehrsregelung bekannt, bei
denen die Phasen in bestimmter unveränderlicher Reihenfolge automatisch durch umlaufende
Schalteinrichtungen oder ähnlich wirkende Relaiskombinationen gesteuert werden.
Zwecks Anpassung an den zeitlich veränderlichen Verkehrsstrom können dabei einzelne
oder alle Phasen durch Handsteuerung verkürzt oder verlängert werden. Das Überspringen
einer oder mehrerer Phasen ist kaum möglich. ,jede Phase muß, wenn auch nur kurzzeitig,
eingeschaltet werden.
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Andere bekannte Verkehrssignalanlagen sind sowohl für eine Handsteuerung
mit Phasensprung als auch für automatische Steuerung eingerichtet. In den Steuergeräten
dieser Anlagen sind für je zwei stets entgegengesetzte Hauptzeichen, nämlich Rot
und Grün, gebende Signalgruppen ein Gruppenhauptrelais und ein Gruppennebenrelais
vorgesehen, von denen das Gruppenhauptrelais abwechselnd in beiden Gruppen des Signalgruppenpaares
das eine der Hauptzeichen anschaltet und die Anschaltung des anderen Hauptzeichens
sowie eines Übergangszeichens, nämlich Gelb, der jeweils anderen Gruppe vorbereitet,
während das Gruppennebenrelais die
wahlweise Einschaltung dieses
Hauptzeichens oder des Übergangszeichens bewirkt. Die gegenseitige Abhängigkeit
der Phasen voneinander, d. h. das Einhalten der üblichen Signalfolge, z. B. Rot-Grün-Gelb,
wird bisher insbesondere durch Verwendung von Relais mit mehreren Wicklungen erreicht,
wobei z. B. für eine n-phasige Signalanlagen- i Relaiswicklungen vorhanden sein
müssen. Derartige bekannte Anlagen erfordern daher die Verwendung von Spezialrelais,
sind aber auch dann nur für eine begrenzte Anzahl von Phasen vorteilhaft. Eine nachträgliche
Änderung oder Erweiterung der Anlage zwecks Anpassung an geänderte Verkehrsverhältnisse
ist schwierig und nur durch Einschalten von Hilfsphasen möglich. Die vorgesehene
Alles-Rot-Schaltung kann zwar aus jeder Phase erfolgen, beim Löschen von Alles-Rot
wird aber immer die gleiche Phase eingeschaltet.
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Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung eines solchen mit Gruppenhaupt-
und Gruppennebenrelais ausgestatteten Steuergeräts für in beliebiger Reihenfolge,
insbesondere mit Handschalter geschaltete Verkehrssignalanlagen. Die richtige Farbfolge
der Signalgruppen beim Übergang von einer Phase zu einer beliebigen anderen Phase
wird bei diesem Gerät ausschließlich durch das Zusammenspiel von Kontakten der eigenen
Gruppenrelais und Tastenkontakten aller Phasen gewährleistet. Dies geschieht erfindungsgemäß
dadurch, daß die Gruppenrelais jedes Signalgruppenpaares dadurch ausschließlich
von eigenen Gruppenrelaiskontakten und Tastenkontakten aller Phasen abhängig gemacht
sind, daß die Tastenkontakte aller derjenigen Phasen, in denen als Hauptzeichen
der ersten Signalgruppenpaare Grünlicht eingeschaltet werden soll im Ansprechstromkreis
des Gruppenhauptrelais und im Haltestromkreis des Gruppennebenreläis in Reihenschaltung
liegen und daß weitere Tastenkontakte der anderen Phasen, in denen in der gleichen
Gruppe dieses Gruppenpaares das entgegengesetzte, also rote Hauptzeichen aufleuchten
soll, im Haltestromkreis des Gruppenhauptrelais und im Ansprechstromkreis des Gruppennebenrelais
in Parallelschaltung angeordnet sind.
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Trotz der Verwendung von einfachen, handelsüblichen Schaltmitteln
können bei einem Steuergerät nach der Erfindung alle praktisch in Frage kommenden
Forderungen erfüllt werden. Es ist z. B. möglich, bei jeder beliebigen Phasenzahl
Gruppenhauptrelais mit nur drei Kontakten zu verwenden, die alle im Stromkreis des
eigenen Relais liegen. Der eine Kontakt wird benötigt, um bei den Signalgruppenpaaren,
für die .bei Phasensprüngen kein Farbenwechsel erfolgt, eine Änderung des Schaltzustandes
des Gruppenhauptrelais zu verbinden. Der zweite Kontakt sichert den Schaltzustand
des Gruppenhauptrelais beim Farbenwechsel und damit das Erscheinen des übergangszeichens
beim Betätigen der entsprechenden Phasentasten. Der dritte Kontakt hält das Gruppenhauptrelais
über eine Haltewicklung erregt, wenn beim Betätigen einer Alles-Rot-Taste der Ansprechstromkreis
dieses Relais unterbrochen wird. Es ist sogar möglich, mit nur zwei Kontakten an
den Gruppenhauptrelais auszukommen. Dies setzt jedoch voraus, daß die Tasten auch
Wechselkontakte besitzen, die als Schleppkontakte ausgebildet sind.
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Für das Einschalten von Alles-Rot, d. h. von Rotlicht für alle Verkehrsrichtungen,
sind ein. Vorbereitungsrelais und ein Alles-Rot-Relais vorgesehen. Diese sprechen
auch beim Einschalten der Anlage an, da sie nicht nur an eine Alles-Rot-Taste, sondern
auch an entsprechende Kontakte eines Betriebsschalters ausgeschlossen sind. Da auch
das Vorbereitungsrelais für die Alles-Rot-Schaltung über Tastenkontakte aller Phasen
betätigt wird, kann von Alles-Rot auf eine beliebige Phase übergegangen werden.
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Die Erfindung bietet die Möglichkeit, für alle Signalgruppen. handelsübliche
Schaltrelais zu verwenden, während bei den bekannten Anlagen Sonderausführungen
der Relais erforderlich sind. Die Gesamtschaltung besteht aus gleichen, sinngemäß
verbundenen Grundschaltungen, deren Anzahl sich nach der Zahl der Signalgruppenpaare
richtet. Die Anzahl der jeweils parallel oder in Reihe liegenden Tastenkontakte
entspricht der Anzahl der Phasen. Das Gerät kann daher ohne Änderung des Schaltungsprinzips
lediglich durch Einfügen weiterer Tastenkontakte und Grundschaltungen auf jede beliebige
Anzahl von Phasen und Signalgruppen erweitert werden. Infolge des einfachen Aufbaues
der Schaltung ist auch für den Verteiler ein übersichtliches Schema anwendbar. Es
ist daher möglich, Steck- oder Schalterverteiler zu verwenden, welche eine schnelle
Anpassung des Geräts an jede gewünschte Verkehrsabwicklung gestatten.
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Die Erfindung ist in den Figuren beispielsweise dargestellt.
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In Fig. i ist die Farbfolge der beiden Hauptsignale f1,
B nur für die Signalgruppenpaare i bis 8 dargestellt, die in den Phasen I
bis VI in beliebiger Reihenfolge eingeschaltet werden können, und zwar ist lediglich
eine Auswahl der bei sechs Phasen möglichen Gesamtzahl von Gruppen dargestellt.
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Fig. 2 zeigt die Schaltung der Steuerrelais. Das Gruppenhauptrelais
Y jedes Signalgruppenpaares hat zwei Wicklungen, z. B. Y1, Y1, für das Signalgruppenpaar
i bzw. Y8, Y8, für das Signalgruppenpaar B. Ebenso hat das Gruppennebenrelais Z
zwei Wicklungen, z. B. Z1, Z1, bzw. Z8, ZB,. Die lediglich mit dem Index des zugehörigen
Signalgruppenpaares gekennzeichneten Relaiswicklungen Y1, Y8, Z1, Z8 dienen zum
Schalten bei Phasenwechsel, während die zusätzlich mit dem Index r gekennzeichneten
Relaiswicklungen Y1" Z" usw. beim Übergang von Alles-Rot in eine beliebige Phase
das Einschalten des Zwischensignals Gelb verhindern.
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Bei einer nicht zu großen Phasenzahl können die zur gleichen Phase
gehörenden Tastenkontakte, z. B. die Tastenkontakte T41 v, T41Z, T48, T4, der Phase
IV, unmittelbar beim Betätigen einer Taste umgesteuert werden. Bei einer größeren
Anzahl
von Phasen und Signalgruppen ist es zweckmäßig, Tastenrelais
zwecks Erweiterung der verfügbaren Kontaktzahl zu verwenden- Die zur Steuerung des
Alles-Rot-Relais R und des Vorbereitungsrelais SR dargestellten Tastenwechselkontakte
T1,. bis T6,. und der Kontakt RT2 der Alles-Rot-Taste sind als Schleppkontakte ausgebildet.
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Das Anschalten der Signallampen erfolgt in an sich bekannter Weise
durch Kontakte der Gruppenhaupt- und -nebenrelais. Die Schaltung dieser Lampen ist
für alle Gruppenpaare die gleiche und in Fig.3 nur einmal dargestellt. Dabei bedeuten
z. B. AH Haltlicht (= Rot) in Gruppe A, BF Fahrtlicht (= Grün) in
Gruppe B, BZ Zwischensignal (= Gelb) in Gruppe B. Die Kontakte Yn, Zni,
Zn 2
gehören zu den jeweils entsprechenden Gruppenrelais Y und Z des
Signalgruppenpaares n. Die Abhängigkeit der Signale vom Schaltzustand der Gruppenrelais
zeigt Fig. d..
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Beim Einschalten des Steuergeräts durch den Betriebsschalter BS spricht
das Relais SR in Stellung i des Betriebsschalters an, schließt seinen Kontakt sri
und bringt über die Kontakte sr, und RT, das Alles-Rot-Relais R zum Ansprechen,
sobald der Betriebsschalter in Stellung 2 umgelegt ist. Da der Übergang von Stellung
i nach 2 als Schleppkontakt ausgebildet ist, bleibt das Relais SR angezogen und
hält sich dann über den Kontakt sri und die in Reihe liegenden Kontakte T6,. bis
T1, Gleichzeitig werden in der Stellung 2 des Betriebsschalters BS die Grupperihauptrelais
Y1 bis Y8 aller Signalgruppenpaare über den Kontakt RT2 und die Reihenschaltung
der Ruhekontakte an den Phasentasten erregt, und zwar das Relais Y1 über die Kontakte
Til, T21, Tsi sowie entsprechend das Relais Y8 über die Kontakte T28, T48, T68.
In dem Stromkreis der anderen nicht dargestellten Gruppenhauptrelais liegen jeweils
entsprechende Ruhekontakte derjenigen Phasen in Reihe, in denen nach Fig. i in Gruppe
A des betreffenden Gruppenpaares Grünlicht erscheint. Über den Kontakt r2 des Rotlichtrelais
wird das Umschaltrelais U erregt und wechselt seine Kontakte u1 und u2 in Fig. 3.
Da der Kontakt y" aller Gruppenhauptrelais Y1 bis Y8 gewechselt hat, ist für die
Haltlampen AH
und BH aller Gruppen gleichzeitig folgender Stromweg eorhanden:
Plus, Kontakt u1, Kontakt y" und von dort einerseits über Lampe AH nach Minus
sowie andererseits über Lampe BH, Kontakt u2 nach Minus. Es erscheint also in allen
Signalgruppen Rotlicht.
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Der Übergang zur Phasensteuerung in beliebiger Phasenfolge erfolgt
durch Betätigen der entsprechenden Phasentaste. Soll z. B. die Phase III eingeschaltet
werden, so muß beim Gruppenpaar i in Gruppe A Fahrtlicht eingeschaltet werden, während
in Gruppe B das Haltlicht bestehenbleibt. Durch den Kontakt T3,. der Phasentaste
wird das Relais SR abgeschaltet und öffnet seine Kontakte sr1 und sr2. Das Rotlichtrelais
R bleibt bis zum Loslassen der Teste über seinen Haltekontakt r1 erregt, da der
Kontahü T3,. als Schleppkontakt ausgebildet ist. Das Öffnen des Kontaktes T31 im
Stromkreis des Hauptrelais Y1 bleibt ohne Einfluß, da die Ruhekontakte T11, T21,
T31 durch den Kontakt y12 überbrückt sind. Beim Loslassen der Phasentaste öffnet
der Kontakt T3,. seinen Arbeitskontakt, das Rotlichtrelais R fällt ab und macht
durch seinen Kontakt y2 das Umschaltrelais U stromlos. Da die Kontakte u1
und u2 umschalten (Fig. 3), bleibt das Haltlicht BH bestehen, in Gruppe
A wird aber der Stromkreis von Plus über Lampe A, Kontakt z"
1,
Kontakt y;, und Kontakt u1 nach Minus für das Fahrtlicht in Gruppe A geschlossen.
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Im Gruppenpaar 8 wird durch den Tastenkontakt T38. das Gruppennebenrelais
Z8 angeschaltet und steuert seinen Kontakt z81 um. Das Relais Y8 hält sich über
den Kontakt y81 und den gleichfalls geschlossenen Tastenkontakt T38 y, bis
dieser Kontakt geöffnet wird. Das Relais Y8 fällt dann ab, und über die Kontakte
y", Zn 23 u1 wird das Fahrtlicht BF eingeschaltet.
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Nach der dargestellten Schaltung wird beim weiteren Phasenwechsel
das Zwischensignal AZ
bzw. BZ nur für die Dauer der Tastenbetätigung eingeschaltet.
Im Gruppenpaar i wird z. B. beim weiteren Übergang nach Phase VI über den Tastenkontakt
T61, das Nebenrelais Z1 erregt. Das Hauptrelais Y1 hält sich weiter über
den Kontakt y11, bis der Tastenkontakt T" y wieder geöffnet wird. Für die Dauer
der Tastenbetätigung wird durch den Kontakt z, 1 die Fahrtlampe A" kurzgeschlossen,
so daß das Zwischensignal AZ angeschaltet ist. Ist das Hauptrelais Y1 abgefallen,
so wird durch den Kontakt y" die Haltelampe AH eingeschaltet. Gleichzeitig
erhält das Grünlicht BF Strom auf dem Weg von Plus, Kontakt y", Kontakt z"2, Lampe
BF, Kontakt ati nach Minus.
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Entsprechend geht im Gruppenpaar 8 in Gruppe B der Übergang vom Fahrtlicht
B" über Zwischensignal BZ nach Haltlicht BH und in Gruppe A der Übergang
von Haltlicht AH nach Fahrtlicht AF vor sich.
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Soll aus irgendeiner Phase auf Alles-Rot übergegangen werden, so wird
die Rottaste betätigt. Dabei werden über den Wechselkontakt RT, der Alles-Rot-Taste,
ähnlich wie beim Anschalten der Anlage, die Relais SR, R und U erregt. Es ist lediglich
zu beachten, daß das Vorbereitungsrelais SR schon beim Drücken der Rottaste über
den Arbeitskontakt von RT1 eingeschaltet wird, das Alles-Rot-Relais dagegen erst
beim Loslassen dieser Rottaste über den Ruhekontakt von RT1 und den inzwischen geschlossenen
Relaiskontakt sY2 erregt wird.
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Das Erscheinen des Zwischensignals AZ bzw. B., in den bisher Fahrtlicht
zeigenden Gruppen wird durch den Schleppkontakt RT 2 und die auf den Gruppenrelais
befindlichen Wicklungen Y1,. bis Y8,. bzw. Z1,. bis ZB,. bewirkt.
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Ist das Hauptrelais einer Gruppe eingeschaltet, z. B. Y1, so muß für
die Gruppe Al, die bisher Grünlicht zeigt, das Gelblicht eingeschaltet werden. Der
Kontakt RT 2 ist als Folgekontakt ausgebildet, so daß die Wicklung Y1 so lange Strom
erhält, wie über den geschlossenen Kontakt y1" die Halte-
Wicklung
Y1,, angeschaltet ist und bis das Nebenrelais des Gruppenpaares i durch die Wicklung
Z" erregt wird. Infolgedessen wechselt der Kontakt z" 1 nach links (Fig. 3) und
das Gelblicht Az wird eingeschaltet. Beim Loslassen der Rottaste hält sich das Nebenrelais
Z1 über den Kontakt z11 und den wieder geschlossenen Ruhekontakt RT2. Das Relais
Y1 fällt ab. Gleichzeitig wechseln die Kontakte icl und u2 (Fig. 3), so daß außer
dem Rotlicht BH auch das Rotlicht AH erscheint.
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Erfolgt der Übergang zu Alles-Rot aus einer Phase, bei der die Gruppe
B Grünlicht BF zeigt, also nach Fig. q. - in der ein nach oben gerichteter
Pfeil ein angezogenes, ein nach unten weisender Pfeil ein abgefallenes Relais andeuten
- aus einem Zustand, in dem das entsprechende Z-Relais allein erregt ist, so wird
dieses durch den Kontakt RT2 abgeschaltet. Kontakt z"2 schließt dann das Grünlicht
kurz, und es erscheint das Zwischensignal Bz. Beim Loslassen der Rottaste wird,
wie beim Einschalten der Anlage beschrieben, das Hauptrelais Yl erregt und über
die Kontakte u1, y" und u2 werden gleichzeitig die Rotlichter BH und
AH eingeschaltet.
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In. Fig.5 ist eine gegenüber Fig.2 etwas veränderte Schaltung der
Steuerkontakte für die Gruppenrelais Y1 und Z1 dargestellt. Durch Verwendung von
Umschaltfedersätzen T,1, bis T.1, mit Schleppkontakt wird dabei ein Kontakt, nämlich
y12, des Hauptrelais Y1 erspart. Da der Arbeitskontakt dieser Tastenfedersätze früher
schließt, als der Ruhekontakt öffnet, bleibt bei solchen Phasensprüngen, die keine
Änderung der, Hauptsignale erfordern, das Hauptrelais Yl erregt. Ist ein Farbenwechsel
notwendig, so wird der über den Kontakt z11 bestehende Haltstromkreis des Relais
Z1 durch einen der Kontakte Tlis bis T31. beim Drücken einer der entsprechenden
Phasentasten unterbrochen. Das Zwischensignal erscheint, und beim Loslassen der
Taste werden durch Ansprechen des Hauptrelais Y1 die Hauptsignale umgeschaltet.
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In Fig. 6 ist die der einfachen Schaltung entsprechende übersichtliche
Verdrahtung des Verteilers dargestellt. Um die Schaltfolge eines Gruppenppaares
beliebig ändern zu können, ist je ein als Schleppkontakt ausgebildeter Wechselkontakt
einer Phasentaste T1 s bis T6 S vorhanden. Von diesen Kontakten werden immer
jeweils drei als Ruhe- oder Wechselkontakte in Reihe geschaltet, während die übrigen
drei Kontakte als Arbeitskontakte parallel geschaltet sind. Von den Arbeitskontakten
T1 d bis TG" werden immer nur drei benutzt. Das in Fig.6 dargestellte Beispiel stellt
die Verteilerschaltung für das Gruppenpaar i nach Fig. i und 5 dar. Demgemäß entsprechen
die KontakteTis bis T3, den SchleppkontaktenTlis bis T31., die Kontakte Tos bis
Tss den Arbeitskontakten T41, bis T61 Y, während die Kontakte T4"
bis TG" mit den Arbeitskontakten T412 bis TGiZ identisch sind. Soll eine andere
Schaltfolge für das Gruppenpaar eingestellt werden, so ist dies auf einfache Weise
durch Umstecken der Verteilerstecker in die entsprechenden Klemmen ioi bis i28 möglich.
Ist ein Lötverteiler vorhanden, so können Änderungen in entsprechender Weise durchgeführt
werden. Bei einer nicht zu großen Phasenzahl kann eine Änderung am einfachsten durch
Verwendung eines Schalterverteilers erfolgen. Die Anzahl der Schalter ist dabei
gleich dem Produkt aus Phasenzahl und Anzahl der Signalgruppenpaare. Jeder Schalter
hat zweckmäßig eine Ruhestellung, in der die Gruppen abgeschaltet sind, und zwei
Arbeitsstellungen mit Sperrung, um entweder für GruppeA oder B als erstes Hauptsignal
Fahrtlicht zu geben.
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Das Steuergerät kann ohne Änderung des Schaltungsprinzips für jede
beliebige Anzahl von Phasen und Signalgruppen gebaut werden. Dabei werden zweckmäßig
die Schaltrelais jedes Gruppenpaares mit den zugehörigen y- und z-Kontakten als
fertige Einheit (Baustein) hergestellt. Auch die Schaltung der Relais für die Alles-Rot-Schaltung
(SR, R, U) mit Betriebsschalter (BS) und Rottasten (RTl, RT2) ist für alle Geräte
gleich und kann als fertige Einheit hergestellt werden. Die Anzahl der vorhandenen
Tasten bzw. Tastenrelaiskontakte richtet sich nach dem eventuellen erforderlichen,
endgültigen Ausbau. Ein zunächst nicht voll ausgenutztes Gerät kann später auf einfache
Art bis zur maximalen Zahl, für die es ausgelegt ist, erweitert werden (Baukastenprinzip).
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Ist zu bestimmten Zeiten eine Steuerung mit gleichbleibender Phasenfolge
möglich, so kann dies in bekannter Weise durch eine automatische Schalteinrichtung
bewirkt werden, die gegebenenfalls auf verschiedene Programme einstellbar ist und
dann die Tastenrelais der Phasen entsprechend steuert. Ebenso können Schaltmittel,
z. B. verzögert abfallende Relais, vorgesehen sein, durch welche das Übergangszeichen
unabhängig von der Dauer der Tastenbetätigung für eine bestimmte Mindestzeit eingeschaltet
wird. Dabei ist es-, vielfach- zweckmäßig, diese Mindestzeit nur für den Übergang
zwischen den Phasen sicherzustellen, während beim Übergang von einer Phase auf Alles-Rot
das Übergangszeichen nur für die Dauer der Tastenbetätigung eingeschaltet wird.