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Schaltung für relaisgesteuerte Weichen und Signale in Gleisbildstellwerken
Gegenstand des Hauptpatentes- ist eine Schaltung für relaisgesteuerte Weichen und
Signale mit Drehstromstel.lb:etrieb und Gleichstromüberwachung, in der fünf Kabeladern
je Antrieb benötigt werden und in der durch die Anwendung neuer Schaltmittel und
Schaltkombinationen auch dann ausreichende Sicherheit für die Störmeldung einer
aufgefahrenen Weiche gegeben ist, wenn gleichzeitig ein Kabelfehler, beispielsweise
ein Erdschluß oder ein Fremdstrom, aufgetreten ist.
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Gemäß der Zusatzanmeldung werden bei fast gleichem Relaisbedarf wie
im Hauptpatent nur noch vier Kabeladern. je Weichenantrieb benötigt. Die Sicherheit
der einwandfreien Störmeldung einer aufgefahrenen Weiche verringert sich gegenüber
dem Hauptpatent nicht.
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Der Gegenstand der Erfindung ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
i. Einleitung eines Stellimpulses für das Weichenstellrelais SR durch das Hilfsrelais
P, das nach Betätigung der zugehörigen Stehtasten oder Stellrelais seiner Anker
anzieht und durch Schließen seines Ankerkontaktes p, einerseits den oder die Überwacher
U -i- bzw. U- oder U+ bzw. U- mit dem Universalüberwacher
DU in Spulenkurzschluß schaltet und den Ankerabfall dieser Relais bewirkt,
so daß die zugehörigen Kontakte den Stehimpuls für das Weichenstellrelais
SR
einleiten und andererseits der Stromfluß des Stellmelders A so verstärkt wird, daß
dessen Anker anzieht. Durch dieses Merkmal wird erreicht, daß die zugehörigen Ankerkontakte
a1, a2 und a4 die Stelleitunggen rechtzeitig, d. h. vor derBetätigung des Weichenstellrelais
SR und des Spannungswechslers S, anschalten.
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2. Wechselweise' Aasschaltung des Plus- und Minusüberwachers in Reihenschaltung
mit den drei Statorwicklungen F1, F2, F3 des Drehstromantriebes und einer Drossel
Dr in den Endstellungen des Weichenantriebes.
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Durch dieses Merkmal wird erreicht, daß sowohl alle vorgenannten Betriebsmittel
als auch alle benutzten Kabelleitungen durch den Überwachungsstrom auf ihre Betriebsbereitschaft
ständig überprüft werden.
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3. Anordnung der Drossel Dr in dem Überwacher- und Stellerstromkreis,
derart, daß die Phasenspannung S-0 immer dann gedrosselt wird, wenn der Antrieb
infolge einer mechanischen Hemmung nicht in die Endlage kommen kann, also die verzögerte
Auslösung des Spannungswechslers S bewirkt wird. Durch dieses Merkmal wird erreicht,
daß die Phasenspannung .S-0, die sich nach dem Ankerabfall des Stehmelders A über
den Kontakt a4 und die Drossel Dr bildet, so geschwächt wird, daB der Kontakt s2
des Spannungswechslers S in der nachfolgenden Auslösung nur eine geringfügige Strombelastung
erfährt.
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q.: Verwendung eines Universalüberwachers DL' an Stelle der Drossel
Dr, dessen .Ankerkontakte ebenfalls wie die Kontakte der Plus- und Minusüberwacher
im Fahrstromkreis oder Relaissteuerstromkreis des zugehörigen Fahrtsignals angeordnet
sind. Durch dieses Merkmal wird erreicht, daß bei aufgefahrener Weiche das zu- gehörige
Fahrtsignal auch dann mit Sicherheit in ein Haltsignal umgewandelt wird, wenn ein
Überwacher nicht zum Ankerabfall kommt.
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5. Einfügung eines Ankerkontaktes du, des Universalüberwachers
DU als auch der Kontakte ac., ac4 der Plus- und Minusüberwacher in den Stromkreis
des Weichenstellrelais SR, die immer dann geschlossen sind, wenn sich die vorgenannten
Überwacher im abgefallenen Zustand befinden.
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Durch dieses Merkmal wird erreicht, daß sowohl die Plus- und Minusüberwacher
als auch der Universalüberwacher DU bei jeder Weichenstellung auf Ankerabfall
überprüft werden. .
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6. Verbindung der Drossel Dr oder des Universalüberwachers
DU mit dem Minuspol der überwachungsstromquelle sowie mit dem Nulleiter der
Drehstromquelle.
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Durch dieses Merkmal wird erreicht, daß bei aufgefahrener Weiche und
angezogenem Stellmeider A der Stromkreis der Auffahrmeldung nicht unterbrochen wird.
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7. Verwendung eines Wechselstromtransformamators Tri mit einer Sekundärwicklung
zur Stromerzeugung des Festhaltestromes des Stehmelders A, wobei die beiden Primärwicklungen
während der Weichenumstellung derart von den Strömen zweier Phasenleiter des Motorantriebes
oder eines Phasenleiters und des Nulleiters durchflossen werden, daß nach der Umschaltung
der Antriebskontakte ml oder yn2 in den AntriebsendsteIlungen die beiden Primärwicklungen
ein und denselben Strom im entgegengesetzten Sinne führen und die Sekundärwicklung
dadurch stromlos wird.
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Durch dieses Merkmal wird erreicht, daß der Ankerabfall des Stellmelders
A in den Endstellungen des Antriebes von-unterschiedlichen Strombelastungen nicht
beeinflußt oder verhindert werden kann.
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B. Verwendung eines Wechselstromrelais mit zwei Wicklungen an Stelle
des Stellmelders und des Transformators, die in gleicher Weise von den Motorströmen
durchflossen werden wie die Primärwicklungen des Transformators Tri, so daß der
Anker des Relais in den Antriebsendstellungen immer abfällt.
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Durch dieses Merkmal wird der gleiche Vorteil wie bei dem Merkmal
nach Punkt 7 erreicht..
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9. Verwendung phasenempfindlicher We-chselstro:mrelais, beispielsweise
dynamometrischerRelais oder Ferrarisrelais, die die Antriebsendstellungen durch'
die -dafür charakteristischen Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung oder
zwischen den Leiterströmen erfassen.
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Durch. dieses Merkmal wird der gleiche, Vorteil wie bei den Merkmalen
nach Punkt 7 und 8 erreicht.
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ro. Verwendung eines Transformators Tr., für das Auslöserelais LV
, dessen Primärwicklung mit der Primärwicklung des Transformators Tyi in- den Antriebsendstellungrnen
über einen Ankerkontakt a5 des abgefallenen . Stellmelders A kurzzeitig in Reihe
geschaltet wird, bis die Auslösung des Spannungswechslers S erfolgt ist.
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Durch dieses Merkmal wird erreicht, daß einerseits die Auslösung des
Spannungswechslers S durch das anziehende Auslöserelais Lt' nur dann stattfindet,
wenn sich der Stehmelder A in abgefallener Grundstellung befindet, und andererseits
der Stehmelder A infolge der durch den Transformator Tr2 bewirkten Spannungsdrosselung
in d°r Phase S-T nicht erneut anziehen kann.
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r z. Einrichtung einer Abfallverzögerung des Spannungsabschalters
S, die größer gehalten wird als die Abfallverzögerung des Stellmelders A, und Einfügung
eines .Ankerkontaktes 1v2 in den Stromkreis der Sekundärwicklung des Transformators
Trl, der immer dann diesen Stromkreis unterbricht, wenn das Auslöserelais LTU seinen
Anker anzieht. Durch dieses Merkmal wird erreicht, daß der Stellmelder A immer früher
zum Ankerabfall als der Spannungswechsler S kommt und der Antriebsstellstrom lediglich
durch Kontakte des Stellmelders A abgeschaltet wird.
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12. Anordnung eines .Kontaktes des Auslöserelais LV im Sekundärstromkreis
des TransformatGrs Trl, der dann einen Wicklungskurzschluß bewirkt oder. auch als
Wechselkontakt sowohl einen Wicklungskurzschluß als auch eine LTnterbrechung
des
Stromkreises des Stehmelders A bewirkt, wenn das Auslöserelais LV seinen Anker anzieht.
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Durch dieses Merkmal wird der gleiche Vorteil. wie bei dem Merkmal
nach Punkt i i erreicht.
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Die vorgenannten Merkmale ergeben erfindungsgemäß nach Bild i eine
Schaltung, in der nur noch vier Kabeladern je Antrieb benötigt werden, ohne daß.
sich der Relaisbedarf hierdurch vergrößert oder die Sicherheit der einwandfreien
Störmeldung einer aufgefahrenen Weiche verringert. Wirkungsweise der Schaltung Die
Funktionen der einzelnen Relais - bei der Zusatzanmeldung sind die gleichen wie
beim Hauptpatent. In der Zusatzanmeldung ist das Prinzip des Hauptpatentes, den
Gleichstrom des Stellmelders dem Antriebsstellstrom zu überlagern, aufgegeben worden.
Die Schaltung gemäß der Erfindung ergibt gegenüber dem Hauptpatent einen. zum Teil
anderen Stromverlauf, der einerseits durch die Verringerung des Kabeladerbedarfs
von fünf auf vier und andererseits durch das geänderte Schaltungsprinzip bedingt
ist.
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Erläuterung der Einzelstellung der Weiche nach Bild i Bei Einzelstellung
der Weiche werden zunächst wie beim Hauptpatent die Kontakte WTl und WG
der
Gruppentastenrelais durch Betätigung der zugehörigen Stelltasten geschlossen, so
daß das Hilfsrelais P Strom erhält und seinen Anker anzieht. Durch den geschlossenen
Ankerkontakt p1 wird der Plusüberwacher im Spulenkurzschluß geschaltet und der Stromfluß
im Stellmelder A verstärkt, so daß dieser einerseits seinen Anker anzieht und andererseits
der Anker des Plusüberwachers abfällt. Durch den abgefallenen Anker des Plusüberwachers
und seinen geschlossenen Kontakt -at, erhält das Weichenstellrelais SR Strom und
bewirkt dessen kurzzeitigen Ankeranzug. Das Weichenstellrelais SR ist hierbei derartig
ausgebildet, daß es bei jedem kurzzeitigen Ankeranzug die Stellung seiner Kontaktstange
jeweils ändert und sie entweder von der Plus- in die Minusstellung oder umgekehrt,
von der Minus- in die Plusstellung, umsteuert. Bei dieser Betätigung wird gleichzeitig
auch der Spannungwechsler S, dessen Kontaktstange auf der Ankerplatte des Weichenstellrelais
lose aufliegt, aus der abgcfallenen Grundstellung in die Wirkstellung angehoben
und durch einen Selbstschlußstrom in der Spule S während des Weichenumlaufes festgehalten.
Es kommt somit bei jedem vorgenannten kurzzeitigen Ankeranzug des Weichenstellrelais
SR zur Umschaltung aller sr-Kontakte und s-Kontakte so daß in Verbindung mit der
vorher erfolgten Umschaltung aller a-Kontakte vier verschiedene Stromflüsse gebildet
werden. Der erste Stromfluß :wird wie beim Hauptpatent durch den Selbstschluß des
Spannungswechslers S über den Kontakt s1 gebildet und hält die Kontaktstange des
Spannungswechslers mit allen seinen Kontakten fest. Der zweite Stromfluß wird ebenfalls
wie beim Hauptpatent durch den Kontakt s7 des Spannungswechslers S gebildet und
lädt den Kondensator C der Verzögerungsspule h des Auslöserelais LV über
den Vprwiderstand Rv langsam auf. Der dritte Stromfluß wird durch die Kontakte s3,
sr2, a4 und s4 über die Feldwicklungen F2 und F3 gebildet, wobei eine der Primärwicklungen
des Transformators Trl von dem Phasenstrom S-T (Stromverlauf S, s3, sr2, Ader 3,
F2, m2, F3, Ader 4, a4, Trl, s4, T) durchflossen. wird. Der vierte
Stromfluß wird durch die Kontakte s2, srl, a1 und. s5 über die Feldwicklung F1 gebildet,
wobei die zweite Primärwicklung des Transformators Trl von einem Einphasenwechselstrom
R-0 (Stromverlauf R, s2, 'Trl, a2, srl, Ader i, F1, -f111# Ader z, dl, S5,
O) durchflossen wird. Durch d-.n dritten und vierten Stromfluß entsteht einerseits
ein. Drehfeld im Weichenantriebsmotor, so daß er zum Anlauf kommt, und andererseits
wird in der dritten Wicklung, der Sekundärwicklung, des Transformators Trl eine
Festhaltespannung für den Stellmelder induziert, so daß dessen Anker vorerst nicht
abfallen kann.
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In der ersten Schaltbewegung des Weichenantriebes wechselt der Antriebskontakt
nal seine Stellung, so daß der Drehstrommotor ordnungsgemäß in Stern geschaltet
ist. In dieser Stellung werden die beiden Primärwicklungen des Wechselstromtransformators
Trl von den beiden Phasenströmen R und T durchflossen (Stromverlauf F.,
s"
Trl, d.2, srl, Ader i, F1, ml) F2, Ader 3, 1r2, s3, S bzw. T, sd,
Trl, a4, Ader 4, F3, m2, F2, Ader 3, 1r2, s3, S), so daß trotz der gegensinnigen
Primärwicklungen die Festhaltespannung für den Stellmelder A in der Sekundärwicklung
bestehenbl;eibt, er also weiterhin. angezogen bleibt. In der zweiten Schaltbewegung
des Weichenantriebes wechselt der Antriebskontakt m2 seine Stellung, so daß die
Sternschaltung des Drehstrommotors wi.;der aufgelöst wird. In dieser Stellung werden
die beiden gegensinnigen Primärwicklungen des Transformators Trl nur noch von einem
Phasenstrom R-T durchflossen (Stromverlauf R, s2, Trl, a2, srl, Ader i, F1, ml,
F3, Ader 4, a4, Trl, s4, T), so daß in der Sekundärwicklung keine Festhaltespännung
für den Stehmelder A mehr besteht. Durch seinen folgenden Ankerabfall und die Umschaltung
aller a-Kontakte wird ein Stromfluß für die Primärwicklungen der Transformatoren
Trl und TrZ (Stromverlauf S, s3, 1r2, Ader 3, F2, m2, Ader ?, Tr2, a", s9;
Trl, s4, T) gebildet, so daß die Spule L des Ausloserrelais LV erregt wird.
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Durch den darauffolgenden Ankeranzug des Auslöserelais LV wird der
Selbstschluß des Spannungswechslers S durch den Kontakt Lz-i unterbrochen. Die Kontaktstange
des Spannungswechslers S fällt ab und schaltet alle s-Kontaktc um, so daß Minusüberwachungsstrom
über den Stellmelderl, Kabelader 3, Kabelader a, Minusüberwacher a3, srl,
Kabelader T, ml, Kabelader 4, Drossel Dr zum Minusüberwachungspol zustande kommt.
Der Stellmelder A kann infolge des durch den vorgeschalteten :Minusüberwacher geschwächten
Stromes
seinen Anker nicht anziehen, wogegen die Wicklung des Minusüberwachers so bemessen
ist, daß sein Anker noch angezogen wird.
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Bei fahrstraßenmäßiger Weichenstellung wird das Hilfsrelais P in der
gleichen Weise wie im Hauptpatent nur dann angeschaltet, wenn die Weiche in die
Minusstellung umgestellt werden muß. Die Vorgänge bei einer aus der Pluslage aufgefahrenen
Weiche, die fahrstraßenmäßig benutzt wird, sind ebenfalls fast die gleichen wie
im Hauptpatent. Durch die Umschaltung des Antriebskontaktes m.2 in der Auffahrbewegung
wird einerseits der Plusüberwacher kurzgeschlossen und andererseits der Stromfluß
über den Stellmelder A so verstärkt, daß er seinen Anker anzieht. Durch den Ankerkontakt
a3 wird der überwachungsstromkreis besonders abgeschaltet und gegen Fremdströme
geschützt. Die Rückstellung der aufgefahrenen Weiche erfolgt in gleicher Weise wie
im Hauptpatent. Die Schaltvorgänge einer Weiche, die infolge einer mechanischen
Hemmung nicht in die Endlage kommen kann, sind ebenfalls die gleichen wie im Hauptpatent.
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Die Merkmale i bis 12 ergeben ferner eine Schaltung nach Bild 2, in
der bei gleichem Kabeladerbedarf und der Verwendung eines besonderen Universalüberwachers
DU an Stelle der Drossel Dr die Sicherheit der Schaltung dahingehend erhöht
wird, daß bei einer aufgefahrenen Weiche das zugehörige Fahrtsignal auch dann in
ein Haltsignal umgewandelt wird, wenn einer der beiden Überwacher U -1- -bzw.
U- und der Universalüberwacher DU nicht abfallen sollte.
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Die Lösung der vieradrigen Weichenschaltungen nach Bild i und 2 beruht
im wesentlichen auf dem Erfindungsgedanken der Patentansprüche i bis 12 und 14 bis
15 des Hauptpatentes sowie auf dein Erfindungsgedanken der Patentansprüche i bis
L2 der vorliegenden. Zusatzanmeldung. In der Zusatzanmeldung ist das Prinzip des
Hauptpatentes, den Gleichstrom des Stellmelders A dem Antniebsstellstrom zu überlagern,
aufgegeben worden. Die erfindungsgemäßen Schaltungen ergeben gegenüber dem bekannten
Stand der Technik geringeren Kabelader- und Relaisbedarf und erhöhte Sicherheit
für die Störmeldung einer aufgefahrenen Weiche. Die Schaltung der Verzögerungsspule
V des Auslöserelais LV ist in vereinfachter Form dargestellt. In der praktischen
Ausführung ist die Wicklung der Verzögerungsspule V noch mit einer besonderen Gegenwicklung
versehen, über die die Aufladung des Kondensators C in an sich bekannter Weise erfolgt.
Was die Schaltung des Stellmelders A mit seinen beiden Wicklungen betrifft, so kann
unter Umständen auf die zweite Wicklung dann verz'chtet werden, wenn die Sekundärwicklung
des Transformators Trl direkt auf die Hauptspule des Stellmelders zur Einwirkung
gebracht wird. .