EP1622803B1 - Einrichtung zum fern berwachen von weichenantrieben - Google Patents
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- EP1622803B1 EP1622803B1 EP04731849A EP04731849A EP1622803B1 EP 1622803 B1 EP1622803 B1 EP 1622803B1 EP 04731849 A EP04731849 A EP 04731849A EP 04731849 A EP04731849 A EP 04731849A EP 1622803 B1 EP1622803 B1 EP 1622803B1
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- European Patent Office
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- switch
- switching contacts
- electric
- contacts
- monitoring
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L5/00—Local operating mechanisms for points or track-mounted scotch-blocks; Visible or audible signals; Local operating mechanisms for visible or audible signals
- B61L5/10—Locking mechanisms for points; Means for indicating the setting of points
- B61L5/107—Locking mechanisms for points; Means for indicating the setting of points electrical control of points position
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L7/00—Remote control of local operating means for points, signals, or trackmounted scotch-blocks
- B61L7/06—Remote control of local operating means for points, signals, or trackmounted scotch-blocks using electrical transmission
- B61L7/08—Circuitry
Definitions
- the invention relates to a device for remote monitoring of over four lines e.g. three-phase operated turnout drives or a monitoring circuit operated via four lines with contacts connected as a function of the position of the switch, via which, after reaching the respective end position, a monitoring circuit guided over the four lines for a control circuit, e.g. DC-powered switch monitor closes, wherein a plurality of offset in the rail longitudinal direction test planes is provided and connected in each test level at least four switching contacts with each other and so with moving parts of the points drive or the switch, e.g. a digitizer rod, cooperate, that in an end position two switching contacts in closed and two switching contacts are in open switching position and the switching position of each switching contact is changed once when switching to the other end position.
- a control circuit e.g. DC-powered switch monitor closes
- a plurality of offset in the rail longitudinal direction test planes is provided and connected in each test level at least four switching contacts with each other and so with moving parts of the points drive or the switch, e.g. a
- a device of the type mentioned above can be found for example in EP 0 052 759 A2.
- this known device is assumed by an electronic interlocking for food and remote monitoring of a four-wire three-phase operated point machine drive.
- the motor windings controlled by the drive contacts are arranged, via which the motor windings when closing AnschaltANDen be connected to the three-phase network, and on after the circulation of the drive and reaching the new end position via the four lines and the three windings the drive guided monitoring circuit for a usually supplied with DC turnout circuit closes.
- the motor windings are fed symmetrically during circulation in correct operation and fed at least in leakage asymmetric.
- the monitoring device responds via respectively associated diodes and via connection contacts of a directional selector to the monitoring currents, wherein when the switch assumes one of the two end positions, the actuating current switched off and the monitoring voltage is switched on. After the revolution of the drive and the achievement of each new end position closes on two of the four limit switches, the three motor windings and the four-phase power lines monitoring circuit, so that a trained in this way circuit signals the correct function of the limit switches.
- Further devices of the type mentioned, for example, DE 36 38 681 A1 can be seen in which a remote monitoring of three-phase soft actuators by two current direction sensitive indicators, which are connected in parallel via terminal contacts of a running direction selector, made.
- a DC monitoring voltage source supplies the two indicators via the three-phase line, the motor windings of the drive and the limit switches a control potential, if the drive occupies one of its end positions.
- the present invention aims now, without increasing the line effort and without significant adaptation work to ensure safe monitoring of multiple test levels of the same switch and with a single monitoring unit safe control All switches a plurality of test levels of the same or make several switches.
- the device according to the invention essentially consists in the fact that the switching contacts of several test levels are interconnected such that in the respective end positions all closed switching contacts of the interconnected test levels are connected in series for forming a respective monitoring circuit. While only a portion of the switch was always connected in series and other switches were connected in parallel in the known embodiments, the training of the invention, the switching contacts of several test levels in such a way interconnect that all closed switch contacts, i. all connected for the training of the test circuit connections, are connected in series, actually only formed a sum signal and the monitoring circuit closed when in fact all switches several test levels are functional and the switch has been correctly changed.
- an absolute potential separation between logic and power range must be ensured.
- the voltage in the monitoring circuit is usually a DC voltage
- the power range is usually fed by a three-phase current source.
- the drive is switched off when the end position is reached in order to ensure the appropriate potential separation for the subsequent check. If the end position is not reached, the drive must be switched off after a maximum permissible runtime, whereby an error can be detected or evaluated directly by checking the sum signals.
- the circuit arrangement according to the invention which connects a plurality of test planes to one another, can be realized with conventional switches or controlled contacts, so that the only effort involved is to connect the contacts in the correct way to achieve the desired series connection in any position enable.
- the training is in this case made such that in each case two switching contacts of a test level, which have different switching positions from each other, are combined in a switch component and with a common actuator interact.
- switching contacts of a test level do not necessarily have to be redundant.
- the total number of switching contacts must meet the redundancy criteria.
- the training is such that the sum of the switching contacts of all test levels corresponds to an integer multiple of 8.
- the device according to the invention is developed such that at least two switching contacts in the same switching position and the same end position are connected in series, further preferably two switching contacts with mutually different switching position of a switch component for the same end position are linked together. This ensures an improved failure disclosure.
- the training can also be made such that three switch contacts, of which at least two mutually different switch positions, are combined in a switch component and cooperate with a common actuator.
- three switching contacts are each integrated in one component and actuated together, wherein in the test level two such switch components can be arranged, so that a total of six switching contacts are arranged.
- the training can either be such that a separate, self-monitoring checking unit is arranged in a first of the interconnected test levels, or be made such that the switch components associated with a first of the interconnected test levels are interconnected in a crosswise manner. In both cases, it is ensured in the first test level that there can be no undesired shunts and, as a result, series connection is always ensured for all closed contacts, each of a plurality of test levels.
- FIGS. 10 to 16 are circuit diagrams of the monitoring device according to the invention in the various states of the switch.
- a turnout drive 1 is shown schematically, which is fed via four leads 2, 3, 4 and 5 and can be controlled and monitored by a signal box.
- the drive 1 has a three-phase motor with the windings U, V and W, which are connected in a known manner with the switching contacts 6, 7, 8 and 9.
- As a power supply device for the conversion of the drive is a three-phase three-phase network with the phases L1, L2, L3 and the common center conductor Mp.
- a not shown Weichenlaufraumswooler connected over the example the phase position of the current flowing on the outer conductors L1 and L2 currents for the clockwise or counterclockwise rotation of the drive is interchangeable.
- the switching contacts 6, 7, 8 and 9 are connected such that the phases L1, L2 and L3 are connected together to form a neutral point 10, so that the three-phase motor can be operated at full power.
- FIG. 2a and 2b two embodiments of switch components 11 and 12 are exemplified, in which two switching contacts are combined.
- the switch component 11 has the switching contacts 6 and 7, the switch component 12, the switching contacts 8 and 9.
- the arranged in each case a switch component 11 and 12 switching contacts 6, 7 and 8, 9 is associated with a common actuator 13, which cooperates, for example, formed in a scholarerstange 14 grooves 15 and 16.
- the actuator 13 of the switch member 12 engages in the groove 15 and is therefore in the relaxed position.
- the switch component 11, however, is in the tensioned position.
- the switch positions shown in Figure 2 correspond to one of the two end positions of the switch tongue or a movable core.
- the switch component 12 In the other end position, the switch component 12 is in the tensioned and the switch component 11 in the relaxed position. During the Umstellterrorism both switch components 11, 12 are curious. The two switching contacts 6, 7 and 8, 9 of the switch components 11 and 12 are located in mutually different switching positions.
- FIG. 3 circuit diagram This results in the right end position shown in Figure 3 circuit diagram.
- the leads 2, 3, 4, 5 are interconnected on the side of the circuit, so that a monitoring circuit via the four feed lines 2, 3, 4, 5 and the three motor windings U, V, W can form.
- the monitoring circuit is designed as a DC voltage circuit with a supply voltage of 60 volts. With correct assumption of the right end position of the monitoring circuit is closed and runs on the lead 2, the motor winding V, the switch contact 8, the lead 3, the monitoring relay Wü, the lead 4, the motor winding U, the switch contact 7, the motor winding W and Supply line 5.
- FIG. 5 the supply circuits of the drive in the coasting phase are shown shortly before switching off the drive motor.
- the switching contacts 6, 7 have changed their switching position and thus separated the neutral connection of the motor windings.
- the motor is now excited asymmetrically via the phase voltage and the chained phase voltage, the motor continues to run with about 70% of the torque.
- the signal box Via the center conductor Mp, the signal box recognizes that the changeover has been completed.
- the supply voltage for the three-phase motor is disconnected and applied the monitoring voltage for the left end position.
- a monitoring circuit shown in FIG. 6 is formed via the supply line 4, the motor winding U, the switching contact 6, the supply line 3, the monitoring relay Wü, the supply line 2, the motor winding V, the switching contact 9, the motor winding W and the supply line 5 ,
- the switch was ascended, that is, it was driven from the blunt side against the position defined by the last executed setting job.
- the two switching contacts 6 and 7 have changed their switching position.
- the monitoring relay Wü drops and energize the drive relay WA.
- the supply voltage is applied, this again results in a star connection of the phases L1, L2, L3, so that the three-phase current can be applied for a renewed changeover.
- FIG. 8 an interconnection is shown, as is provided according to the prior art in a checking device which takes into account several test planes arranged offset in the rail longitudinal direction.
- Each of the test levels 17, 18 and 19 has a test circuit with two switch components, each with two switching contacts, which are connected together in a cascade. 8, the monitoring voltage for the right end position is applied and it can be seen that a malfunction of individual contact switches is not recognized. With correct operation of all switching contacts, the switching contact 20 would be open, and the switching contact 21 would be closed, the test circuit would have to pass through the switching contact 21, as indicated by dashed line.
- the switching contacts of several test levels are interconnected, in a manner that in the respective end positions all closed switching contacts of the interconnected test levels are connected in series.
- a schematic representation of a monitoring device according to the invention is shown in FIG.
- the individual test levels are designated 17, 18 and 19 and there are switch components A, B, C and D, which each comprise two switching contacts with mutually different switching positions.
- the switching contacts of the individual switch component with A1 / 2, A3 / 4, B1 / 2, B3 / 4, C1 / 2, C3 / 4 and D1 / 2, D3 / 4, each with two switching contacts in one Switch components can be integrated, for example, the switching contacts A1 / 2 and A3 / 4 in the switch component A.
- the switch components can in this case be constructed as shown in Fig. 2a and 2b.
- the drive motor is denoted by M and the interlocking by St.
- Fig.10 the interconnection of the individual switching contacts is shown, wherein building on a first end drive position monitoring 22 three further test levels 17, 18 and 19 lined up and connected in series.
- the monitoring circuit is closed and visually highlighted. It can be seen that all the switch contacts closed in this end position are connected in series, with the monitoring circuit running in each case via the switch contacts A1 / 2, B1 / 2, C3 / 4 and D3 / 4 of the individual test levels.
- a monitoring circuit via the switching contacts C1 / 2, D1 / 2, A3 / 4 and B3 / 4 of the individual test levels would result, as indicated by dashed line. It can be seen that the monitoring circuit connects each closed switch contacts in series, so that the malfunction of a single in-line switch contact causes an interruption of the monitoring circuit, so that at any time the malfunction of a single switching contact can be detected.
- the monitoring circuits corresponding to the two end positions are connected via connections 23, so that in the case of malfunction any one of the switching contacts produces a star connection, so that the three-phase motor continues to run during the changeover and the overshoot of the specified changeover time, the misconduct is recognized by the controller.
- FIG. 11 shows the situation in which the switch component, which comprises the switching contacts B1 / 2 and B3 / 4 in the test plane 19, does not indicate reaching the desired end position, so that the Monitoring circuit is interrupted and results in a neutral connection with the star point 10, so that the three-phase motor continues to run at full power.
- the connection point for the star point of the first test level shifts in conventional four-wire technology with the involvement of the individual test levels and thus allows the management of the monitoring current path through the individual star points of the test levels.
- a self-monitoring monitoring unit may be provided or a crosswise interconnection of two switch components, as indicated for example for the switch components B and D in Fig.10. Such a crosswise interconnection ensures a continuous verifiability of all successive contacts in the respective end position after application of the test circuit.
- a separate switch component E can be used, as shown in Fig.16.
- the switch component E can in this case be designed according to FIG.
- An external accessory such as a Auffahrmelde Surprise 32 may be integrated in this device for remote monitoring of points.
- the test device according to the invention can also be integrated into a separate four-wire monitoring circuit.
- a contact interconnection is shown which comprises a bidirectional monitoring relay 23. If a single one of the numerous switching contacts fails, the supplied monitoring current of, for example, 48 volts can not flow and the points system must be checked.
- the switch components A are not switched during conversion to FIG. 13 when the desired end position is reached, so that the monitoring relay is short-circuited and this as an error message is displayed in the signal box.
- a test plane may be located in the drive plane or within the extension of the tongue or the movable centerpiece.
- FIG. 14 shows another type of switch component 25, 26 in which three switching contacts are combined in each case.
- the switch component 25 has the switching contacts 27, 28 29.
- the switching contacts 27, 28, 29 or 24, 30, 31 arranged in a respective switch component 25 or 26 are assigned a common actuating member 13, which cooperates, for example, with grooves 15 and 16 formed by a test rod 14.
- the switch component 26 engages with the actuating member 13 in the groove 15 and is in the relaxed position, the switch contact 30 is closed and the contacts 24 and 31 are open.
- the switch component 25, however, is in the tensioned position, wherein the switch contacts 27 and 28 are closed and the switch contact 29 is open.
- the switch positions shown in FIG. 14 correspond to one of the two end positions of the switch tongue or of the movable frog.
- the test device according to the invention can be constructed by switch components, as described in Fig.14. It can be seen that in turn all closed in the end position switching contacts are connected in series and a monitoring circuit, as shown in Fig.15, closes, which over the switching contacts A11 / 12 and C4 / 3 and C13 / 14 of the individual test levels run.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Fernüberwachen von über vier Leitungen z.B. drehstrombetriebenen Weichenantrieben oder eines über vier Leitungen betriebenen Überwachungsstromkreises mit in Abhängigkeit von der Position der Weiche geschalteten Kontakten, über die sich nach dem Erreichen der jeweiligen Endlage ein über die vier Leitungen geführter Überwachungsstromkreis für einen z.B. gleichspannungsgespeisten Weichen-Überwacher schließt, wobei eine Mehrzahl von in Schienenlängsrichtung versetzt angeordneten Prüfebenen vorgesehen ist und in jeder Prüfebene wenigstens vier Schaltkontakte miteinander verschaltet und derart mit bewegten Teilen des Weichenantriebs oder der Weiche, z.B. einer Prüferstange, zusammenwirken, dass sich in einer Endlage jeweils zwei Schaltkontakte in geschlossener und zwei Schaltkontakte in offener Schaltstellung befinden und die Schaltstellung jedes Schaltkontaktes bei Umstellung in die andere Endlage einmal geändert wird.
- Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise der EP 0 052 759 A2 zu entnehmen. Bei dieser bekannten Einrichtung wird von einem elektronischen Stellwerk zum Speisen und Fernüberwachen von einem mit vier Leitungen drehstrombetriebenen Weichenantrieb ausgegangen. In den Sternpunktverbindungen der Motorwicklungen sind vom Antrieb gesteuerte Kontakte angeordnet, über die die Motorwicklungen beim Schließen von Anschaltkontakten an das Drehstromnetz anschaltbar sind, und über die sich nach dem Umlaufen des Antriebs und Erreichen der jeweils neuen Endlage ein über die vier Leitungen und die drei Wicklungen des Antriebs geführter Überwachungsstromkreis für eine in der Regel mit Gleichspannung gespeiste Weichenkontrollschaltung schließt. Die Motorwicklungen sind während des Umlaufens bei korrektem Betrieb symmetrisch gespeist und wenigstens im Auslaufen asymmetrisch gespeist. Die Überwachungseinrichtung reagiert über jeweils zugeordnete Dioden und über Anschlusskontakte eines Laufrichtungswählers auf die Überwachungsströme, wobei dann, wenn die Weiche eine der beiden Endlagen einnimmt, der Stellstrom abgeschaltet und die Überwachungsspannung aufgeschaltet ist. Nach dem Umlaufen des Antriebs und dem Erreichen der jeweils neuen Endlage schließt sich der über zwei der vier Endlagenkontakte, die drei Motorwicklungen und die vier Drehstromleitungen geführte Überwachungsstromkreis, sodass ein auf diese Weise ausgebildeter Stromkreis die korrekte Funktion der Endlagenschalter signalisiert. Weitere Einrichtungen der eingangs genannten Art sind beispielsweise der DE 36 38 681 A1 zu entnehmen, bei welcher eine Fernüberwachung von Drehstromweichenantrieben durch zwei stromrichtungsempfindliche Indikatoren, die einander über Anschlusskontakte eines Laufrichtungswählers parallel geschaltet sind, vorgenommen wird. Eine Überwachungsgleichspannungsquelle führt den beiden Indikatoren über die Drehstromleitung, die Motorwicklungen des Antriebs und die Endlagenkontakte ein Steuerpotential zu, sofern der Antrieb eine seiner Endlagen einnimmt.
- Aus der DE 198 19 162 A1 ist eine weitere Einrichtung dieser Art für eine Weiche mit mehreren Weichenantrieben zu entnehmen. Die Endlagen der Weichenantriebe werden dadurch überwacht, dass entsprechende Endlagenmeldungen der einzelnen weiteren Weichenantriebe zu einer Summenmeldung zusammengefasst werden. Die Schaltung soll hierbei sicherstellen, dass der Überwachungsstromkreis nur zustande kommt, wenn alle jeweils gemeinsam überwachten Antriebe die gleiche Endlage einnehmen. Bei abgespalteten Weichenantrieben wird die Grundstellung aller Anschaltrelais überwacht.
- Bei der eingangs genannten, aus der EP 0 052 759 A2 bekannt gewordenen Einrichtung wurde eine Reihe zusätzlicher Überwachungen vorgenommen und zentral erfasst. Gemeinsam ist den bekannten Einrichtungen, dass dann, wenn die Ausbildung für eine Mehrzahl von Prüfebenen ohne prinzipielle Änderung des Leitungsaufwandes eingesetzt werden soll, die zu einer Summenmeldung zusammengefassten Signale in bestimmten Sonderfällen nicht geeignet sind, alle Schalter zu überwachen und daher Fehlstellungen eines Schalters dazu führen können, dass ein Überwachungsstromkreis immer noch aufgebaut werden kann und die entsprechende Fehlermeldung nicht erfolgt bzw. nicht ausgewertet werden kann.
- Ausgehend von der eingangs beschriebenen Einrichtung zum Speisen und Fernüberwachen von über vier Leitungen drehstrombetriebenen Weichenantrieben zielt nun die vorliegenden Erfindung darauf ab, ohne Erhöhung des Leitungsaufwandes und ohne nennenswerte Adaptierungsarbeit eine sichere Überwachung mehrerer Prüfebenen der gleichen Weiche zu gewährleisten und mit einer einzigen Überwachungseinheit eine sichere Kontrolle aller Schalter einer Mehrzahl von Prüfebenen der gleichen oder mehreren Weichen vornehmen zu können. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Einrichtung im wesentlichen darin, dass die Schaltkontakte mehrerer Prüfebenen derart miteinander verschaltet sind, dass in den jeweiligen Endlagen alle geschlossenen Schaltkontakte der miteinander verbundenen Prüfebenen zur Ausbildung jeweils eines Überwachungsstromkreises in Serie geschaltet sind. Während bei den bekannten Ausbildungen jeweils immer nur ein Teil der Schalter in Serie geschaltet war und andere Schalter parallel geschaltet waren, wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung, die Schaltkontakte mehrerer Prüfebenen derart miteinander zu verschalten, dass alle geschlossenen Schaltkontakte, d.h. alle für die Ausbildung des Prüfstromkreises leitenden Verbindungen, in Serie geschaltet sind, tatsächlich nur dann ein Summensignal gebildet und der Überwachungsstromkreis geschlossen, wenn tatsächlich alle Schalter mehrerer Prüfebenen funktionstüchtig sind und die Weiche korrekt umgestellt wurde.
- Für die korrekte Funktion und die erforderliche Überprüfung ist aber nun nicht nur die Schalterposition für sich gesehen sondern auch die jeweilige Zeit, welche vom Drehstrommotor für den Umstellvorgang benötigt wird, als wesentliches Kriterium für die korrekte Funktion der Weiche und ihre Sicherheit auszuwerten. Die Ausbildung ist hierbei, wie an sich bekannt, so getroffen, dass Motorwicklungen eines Drehstrommotors mit den Schaltkontakten in Serie geschaltet und über diese an das Drehstromnetz anschaltbar sind, wobei in besonders vorteilhafter Weise die Ausbildung so getroffen ist, dass der der einen Endlage entsprechende Überwachungsstromkreis und der der anderen Endlage entsprechende Überwachungsstromkreis miteinander verbunden sind, sodass die Überwachungsstromkreise bei Auftreten einer Fehlfunktion wenigstens eines Schaltkontaktes oder Fehlumstellung der Weiche in wenigstens einer Prüfebene zu einer Sternpunktverbindung verschaltet werden. Bei Auftreten einer Fehlfunktion eines Schaltkontaktes kann es bei dieser Schaltungsanordnung zu einer neuen Sternpunktverbindung kommen, wobei aus den Parametern Umstellzeit und Stromaufnahme des Drehstromantriebs unmittelbar auf die korrekte Funktion oder auf eine Fehlfunktion geschlossen werden kann.
- Sowohl in der Melde- als auch in der Stellbetriebsweise ist eine absolute Potentialtrennung zwischen Logik und Leistungsbereich zu gewährleisten. Wie eingangs bereits erwähnt, handelt es sich bei der Spannung im Überwachungsstromkreis in der Regel um eine Gleichspannung, wohingegen der Leistungsbereich in der Regel von einer Drehstromquelle gespeist wird. Bei einem Stellvorgang ist dafür zu sorgen, dass der Antrieb bei Erreichen der Endlage abgeschaltet wird, um die entsprechende Potentialtrennung für die nachfolgende Überprüfung zu gewährleisten. Wenn nun die Endlage nicht erreicht wird, muss der Antrieb nach einer maximal zulässigen Laufzeit abgeschaltet werden, wobei dann durch Überprüfung der Summensignale unmittelbar ein Fehler erkannt bzw. ausgewertet werden kann.
- Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, welche eine Mehrzahl von Prüfebenen miteinander verbindet, kann mit konventionellen Schaltern bzw. Schaltkontakten oder gesteuerten Kontakten verwirklicht werden, sodass sich der einzige Aufwand darauf beschränkt, die Kontakte in der richtigen Weise zu verschalten, um die gewünschte Serienschaltung in jeder Position zu ermöglichen. Die Ausbildung ist hierbei mit Vorteil so getroffen, dass jeweils zwei Schaltkontakte einer Prüfebene, welche voneinander verschiedene Schaltstellungen aufweisen, in einem Schalterbauteil zusammengefasst sind und mit einem gemeinsamen Betätigungsglied zusammenwirken. Prinzipiell müssen Schaltkontakte einer Prüfebene nicht notwendigerweise redundant sein. Um die für die erfindungsgemäße Serienschaltung erforderliche Redundanz aber auch in diesen Fällen zu gewährleisten, muss die Gesamtzahl der Schaltkontakte den Redundanzkriterien genügen. Zu diesem Zweck ist die Ausbildung so getroffen, dass die Summe der Schaltkontakte aller Prüfebenen einem ganzzahligen Vielfachen von 8 entspricht. Mit einer derartigen Anzahl von Schaltkontakten und der entsprechenden kreuzweisen Verschaltung bzw. selbstüberwachenden Bauweise in einer ersten Prüfebene gelingt es in allen Schaltpositionen Nebenschlüsse bzw. Parallelschaltungen mit Sicherheit zu vermeiden, sodass die geforderte Serienschaltung, mit welcher ein Summensignal für sämtliche zu überwachende Schaltkontakt korrekt ermittelt werden kann, tatsächlich immer gewährleistet ist.
- Bei der bevorzugten Ausbildung ist die erfindungsgemäße Einrichtung derart weitergebildet, dass wenigstens zwei Schaltkontakte in derselben Schaltstellung und derselben Endlage in Serie geschaltet sind, wobei weiters bevorzugt zwei Schaltkontakte mit voneinander verschiedener Schaltstellung eines Schalterbauteils für dieselbe Endlage miteinander verknüpft sind. Dadurch wird eine verbesserte Ausfallsoffenbarung gewährleistet.
- Schließlich kann die Ausbildung auch derart getroffen werden, dass drei Schaltkontakte, wovon wenigstens zwei voneinander verschiedene Schaltstellungen aufweisen, in einem Schalterbauteil zusammengefasst sind und mit einem gemeinsamen Betätigungsglied zusammenwirken. In diesem Fall sind somit nicht zwei, sondern drei Schaltkontakte jeweils in einem Bauteil integriert und gemeinsam betätigt, wobei in der Prüfebene zwei derartige Schalterbauteile angeordnet werden können, sodass insgesamt sechs Schaltkontakte angeordnet sind.
- Um die Betriebssicherheit zu erhöhen sind weitere Randbedingungen zu beachten, wobei insbesondere die Beschaltung der ersten Prüfebene für die vollständige Serienschaltung unabhängig von der jeweiligen Position besondere Beachtung erfordert. Die Ausbildung kann hierbei entweder so getroffen sein, dass in einer ersten der miteinander verbundenen Prüfebenen eine gesonderte, selbstüberwachende Überprüfungseinheit angeordnet ist, oder so getroffen sein, dass die einer ersten der miteinander verbundenen Prüfebenen zugeordneten Schalterbauteile untereinander kreuzweise verschaltet sind. In beiden Fällen wird in der ersten Prüfebene sichergestellt, dass es zu keinen unerwünschten Nebenschlüssen kommen kann und tatsächlich in der Folge die Serienschaltung für alle geschlossenen Kontakte jeweils einer Mehrzahl von Prüfebenen immer gewährleistet ist.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen der verschiedenen Schaltzustände näher erläutert. In dieser zeigen Fig.1 bis 8 eine Überwachungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik, Fig.9 einen schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung und Fig.10 bis 16 Schaltbilder der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung in den verschiedenen Zuständen der Weiche.
- In Fig.1 ist schematisch ein Weichenantrieb 1 dargestellt, der über vier Zuleitungen 2, 3, 4 und 5 gespeist und von einem Stellwerk aus steuer- und überwachbar ist. Der Antrieb 1 weist einen Drehstrommotor mit den Wicklungen U, V und W auf, die in bekannter Weise mit den Schaltkontakten 6, 7, 8 und 9 verbunden sind. Als Stromversorgungseinrichtung für die Umstellung des Antriebs dient ein dreiphasiges Drehstromnetz mit den Phasen L1, L2, L3 sowie dem gemeinsamen Mittelpunktleiter Mp. Ferner ist in bzw. zwischen zwei der drei Außenleiter L1, L2 und L3 ein nicht näher dargestellter Weichenlaufrichtungswähler geschaltet, über den beispielsweise die Phasenlage der auf den Außenleitern L1 und L2 fließenden Ströme für den Rechts- bzw. Linkslauf des Antriebs vertauschbar ist. In Fig.1 sind die Schaltkontakte 6, 7, 8 und 9 derart geschaltet, dass die Phasen L1, L2 und L3 zu einem Sternpunkt 10 zusammengeschaltet sind, sodass der Drehstrommotor mit voller Leistung betrieben werden kann.
- In Fig. 2a und 2b sind beispielhaft zwei Ausbildungen von Schalterbauteilen 11 und 12 dargestellt, in welchen jeweils zwei Schaltkontakte zusammengefasst sind. Der Schalterbauteil 11 weist die Schaltkontakte 6 und 7, der Schalterbauteil 12 die Schaltkontakte 8 und 9 auf. Den in jeweils einem Schalterbauteil 11 bzw. 12 angeordneten Schaltkontakten 6, 7 bzw. 8, 9 ist ein gemeinsames Betätigungsglied 13 zugeordnet, welches beispielsweise mit in einer Prüferstange 14 ausgebildeten Nuten 15 und 16 zusammenwirkt. In Fig.2 rastet das Betätigungsglied 13 des Schalterbauteils 12 in der Nut 15 ein und befindet sich daher in der entspannten Lage. Der Schalterbauteil 11 hingegen befindet sich in der gespannten Lage. Die in Fig.2 dargestellten Schalterstellungen entsprechen einer der beiden Endlagen der Weichenzunge oder eines beweglichen Herzstücks. In der anderen Endlage befindet sich der Schalterbauteil 12 in der gespannten und der Schalterbauteil 11 in der entspannten Lage. Während der Umstellbewegung sind beide Schalterbauteile 11, 12 gespannt. Die beiden Schaltkontakte 6, 7 bzw. 8, 9 der Schalterbauteile 11 und 12 befinden sich in voneinander verschiedenen Schaltstellungen.
- Dabei ergibt sich in der rechten Endlage das in Fig.3 dargestellte Schaltbild. In dieser rechten Endlage werden die Zuleitungen 2, 3, 4, 5 stellwerkseitig derart zusammengeschaltet, dass sich ein Überwachungsstromkreis über die vier Speiseleitungen 2, 3, 4, 5 und die drei Motorwicklungen U, V, W ausbilden kann. Der Überwachungsstromkreis ist als Gleichspannungsstromkreis mit einer Speisespannung von 60 Volt ausgebildet. Bei korrekter Einnahme der rechten Endlage wird der Überwachungsstromkreis geschlossen und verläuft über die Zuleitung 2, die Motorwicklung V, den Schaltkontakt 8, die Zuleitung 3, das Überwachungsrelais Wü, die Zuleitung 4, die Motorwicklung U, den Schaltkontakt 7, die Motorwicklung W und die Zuleitung 5.
- In Fig.4 ist angenommen, dass der Stellrechner des Stellwerks den Stellbefehl zum Umsteuern der Weiche ausgegeben hat und damit stellwerkseitig der Überwachungsstromkreis geöffnet und der Speisestromkreis für den Antriebsmotor geschlossen wird. Die Wicklung V des Antriebsmotors liegt an der Phasenspannung, die Wicklungen U und W an der verketteten Phasenspannung zwischen den Phasen L2 und L3. Der Antriebsmotor beginnt umzulaufen, ohne dass jedoch zunächst die Schalterkontakte 6, 7, 8, 9 umgeschaltet werden. In dieser Anlaufphase läuft der Motor mit einem Drehmoment von ca. 70 % an. In der Anlaufphase werden nun die Schaltkontakte 8, 9 umgeschaltet, da das Betätigungsglied 13 des Schalterbauteils 12 aus der Nut 15 der Prüferstange herausgedrückt wird. Es ergibt sich die in Fig.1 dargestellte Verschaltung, in welcher die Motorwicklungen in Stern geschaltet sind.
- In Fig.5 sind die Speisestromkreise des Antriebs in der Auslaufphase kurz vor dem Abschalten des Antriebsmotors dargestellt. In dieser Phase haben auch die Schaltkontakte 6, 7 ihre Schaltstellung geändert und damit die Sternpunktverbindung der Motorwicklungen aufgetrennt. Der Motor wird nun asymmetrisch über die Phasenspannung und die verkettete Phasenspannung erregt, wobei der Motor mit ca. 70 % des Drehmoments weiterläuft. Über den Mittelpunktleiter Mp erkennt das Stellwerk, dass die Umstellung abgeschlossen ist. Im Stellwerk wird daher die Speisespannung für den Drehstrommotor abgetrennt und die Überwachungsspannung für die linke Endlage angelegt. Dabei bildet sich ein in Fig.6 dargestellter Überwachungsstromkreis über die Zuleitung 4, die Motorwicklung U, den Schaltkontakt 6, die Zuleitung 3, das Überwachungsrelais Wü, die Zuleitung 2, die Motorwicklung V, den Schaltkontakt 9, die Motorwicklung W und die Zuleitung 5.
- Bei der Darstellung gemäß Fig. 7 ist die Situation dargestellt, bei welcher die Weiche aufgefahren wurde, d.h. von der stumpfen Seite her entgegen der durch den zuletzt ausgeführten Stellauftrag definierten Lage befahren wurde. Dabei haben die beiden Schaltkontakte 6 und 7 ihre Schaltstellung gewechselt. Infolge des Kontaktwechsels wurde der bislang bestehende Überwachungsstromkreis unterbrochen, wobei das Überwachungsrelais Wü abfällt und das Antriebsrelais WA anzieht. Bei Anlegen der Speisespannung ergibt sich wiederum eine Sternverschaltung der Phasen L1, L2, L3, sodass der Drehstrom für eine erneute Umstellung angelegt werden kann.
- Bei der Darstellung gemäß Fig.8 ist eine Verschaltung dargestellt, wie sie gemäß dem Stand der Technik bei einer Überprüfungseinrichtung vorgesehen ist, welche mehrere in Schienenlängsrichtung versetzt angeordnete Prüfebenen berücksichtigt. Jede der Prüfebenen 17, 18 und 19 weist eine Prüfschaltung mit zwei Schalterbauteilen mit je zwei Schaltkontakten auf, welche kaskadenförmig zusammengeschaltet sind. Bei der Darstellung gemäß Fig.8 ist die Überwachungsspannung für die rechte Endlage angelegt und es ist ersichtlich, dass ein Fehlverhalten einzelner Kontaktschalter nicht erkannt wird. Bei korrekter Funktionsweise aller Schaltkontakte, wobei der Schaltkontakt 20 offen wäre, und der Schaltkontakt 21 geschlossen wäre, müsste der Prüfstromkreis über den Schaltkontakt 21 verlaufen, wie mit strichlierter Linie angedeutet ist. Bei einer Fehlfunktion der zu einem Schalterbauteil gemäß dem Schalterbauteil 11 bzw. 12 zusammengefassten Schaltkontakte 20 und 21 (wie in Fig.8 dargestellt) ist jedoch der Schaltkontakt 20 geschlossen und der Schaltkontakt 21 offen, sodass der Überwachungsstromkreis über den Schaltkontakt 20 dennoch geschlossen wird. Eine Fehlfunktion wird vom Stellwerk hierbei nicht erkannt, da die einzelnen Schaltkontakte parallel geschaltet sind, sodass kein Summensignal zur Verfügung steht, welches auch die Fehlfunktion eines einzigen Schaltkontaktes anzeigen würde.
- Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, dass die Schaltkontakte mehrerer Prüfebenen miteinander verschaltet sind, und zwar in einer Weise, dass in den jeweiligen Endlagen alle geschlossenen Schaltkontakte der miteinander verbundenen Prüfebenen in Serie geschaltet sind. Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung ist in Fig.9 dargestellt. Die einzelnen Prüfebenen sind mit 17, 18 und 19 bezeichnet und es sind Schalterbauteile A, B, C und D ersichtlich, welche jeweils zwei Schaltkontakte mit voneinander verschiedenen Schaltstellungen umfassen. In den nachfolgenden Figuren werden die Schaltkontakte der einzelnen Schalterbauteil mit A1/2, A3/4, B1/2, B3/4, C1/2, C3/4 und D1/2, D3/4 bezeichnet, wobei jeweils zwei Schaltkontakte in einem Schalterbauteil integriert werden können, beispielsweise die Schaltkontakte A1/2 und A3/4 in dem Schalterbauteil A. Die Schalterbauteile können hierbei so aufgebaut sein wie in Fig. 2a und 2b dargestellt. Der Antriebsmotor ist mit M und das Stellwerk mit St bezeichnet. In Fig.10 ist die Verschaltung der einzelnen Schaltkontakte dargestellt, wobei aufbauend auf einer ersten Antriebsendlagenüberwachung 22 drei weitere Prüfebenen 17, 18 und 19 aneinander gereiht und in Serie geschaltet sind. In der in Fig.10 dargestellten Endlage ist der Überwachungsstromkreis geschlossen und optisch hervorgehoben. Es ist ersichtlich, dass alle in dieser Endlage geschlossenen Schaltkontakte in Serie geschaltet sind, wobei der Überwachungsstromkreis jeweils über die Schaltkontakte A1/2, B1/2, C3/4 und D3/4 der einzelnen Prüfebenen verläuft. In der anderen Endlage würde sich ein Überwachungsstromkreis über die Schaltkontakte C1/2, D1/2, A3/4 und B3/4 der einzelnen Prüfebenen ergeben, wie mit strichlierter Linie angedeutet ist. Es ist ersichtlich, dass der Überwachungsstromkreis alle jeweils geschlossenen Schaltkontakte in Serie verbindet, sodass die Fehlfunktion eines einzigen in der Reihe befindlichen Schaltkontaktes eine Unterbrechung des Überwachungsstromkreises verursacht, sodass jederzeit die Fehlfunktion eines einzigen Schaltkontaktes erkannt werden kann. Die den beiden Endlagen entsprechenden Überwachungsstromkreise (in Fig.10 mit voller Linie und mit strichlierter Linie dargestellt) sind über Verbindungen 23 verbunden, sodass sich bei Fehlfunktion irgend eines der Schaltkontakte eine Sternverschaltung ergibt, sodass während der Umstellung der Drehstrommotor weiterläuft und aus der Überschreitung der vorgegebenen Umstellzeit stellwerkseitig das Fehlverhalten erkannt wird. In Fig.11 ist hierbei die Situation dargestellt, bei welcher der Schalterbauteil, welcher die Schaltkontakte B1/2 und B3/4 in der Prüfebene 19 umfasst, das Erreichen der gewünschten Endlage nicht anzeigt, sodass der Überwachungsstromkreis unterbrochen wird und sich eine Sternpunktverbindung mit dem Sternpunkt 10 ergibt, sodass der Drehstrommotor weiter mit voller Leistung läuft. Damit verlagert sich der Anschlusspunkt für den Sternpunkt der ersten Prüfebene bei herkömmlicher Vier-Drahttechnik unter Einbeziehung der einzelnen Prüfebenen und ermöglicht damit die Führung des Überwachungsstrompfades durch die einzelnen Sternpunkte der Prüfebenen.
- In der untersten Verschaltungsebene 22 kann eine sich selbst überwachende Überwachungseinheit vorgesehen sein oder eine kreuzweise Verschaltung von zwei Schalterbauteilen, wie dies beispielsweise für die Schalterbauteile B und D in Fig.10 angedeutet ist. Eine derartige kreuzweise Verschaltung gewährleistet eine laufende Überprüfbarkeit aller nachgereihten Kontakte in der jeweiligen Endlage nach Anlegen des Prüfstromkreises. Alternativ kann ein gesonderter Schalterbauteil E zum Einsatz gelangen, wie dies in Fig.16 dargestellt ist. Der Schalterbauteil E kann hierbei gemäß Fig.2b ausgebildet sein.
- Eine externe Zusatzeinrichtung, wie z.B. eine Auffahrmeldeeinrichtung 32 kann in diese Einrichtung zur Fernüberwachung von Weichen integriert sein.
- Die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung lässt sich auch in einen gesonderten Vierdrahtüberwachungskreis integrieren. In Fig.12. ist eine Kontaktverschaltung dargestellt, welche ein in beide Richtungen wirksames Überwachungsrelais 23 umfasst. Fällt ein einziger der zahlreichen Schaltkontakte aus, so kann der eingespeiste Überwachungsstrom von beispielsweise 48 Volt nicht fließen und die Weichenanlage muss überprüft werden. Im Gegensatz zur Darstellung gemäß Fig.12, bei welcher der Überwachungsstromkreis geschlossen ist und daher keine Fehlermeldung angezeigt wird, wird der Schalterbauteile A bei der Umstellung gemäß Fig.13 bei Erreichen der gewünschten Endlage nicht umgeschaltet, sodass das Überwachungsrelais kurzgeschlossen wird und dies als Fehlermeldung im Stellwerk angezeigt wird.
- Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn bei der erfindungsgemäßen Überprüfungseinrichtung eine Anzahl von Schaltkontakten mit einander verschaltet ist, welche einem ganzzahligen Vielfachen von 8 entspricht, und es ist daher erforderlich, dass bei Anordnung von nur zwei Schalterbauteilen in einer Prüfebene eine Gruppe von jeweils vier Schalterbauteilen zusammengefasst werden, sodass jeweils eine Gruppe von zwei Schalterbauteilen in entspannter Lage und zwei Schalterbauteile in gespannter Lage angeordnet sind, wie dies in den Fig.9 bis 11 bei der Prüfebene 19 der Fall ist. Eine Prüfebene kann in der Antriebsebene oder innerhalb der Erstreckung der Zunge oder des beweglichen Herzstücks angeordnet sein.
- In Fig.14 ist eine weitere Bauart eines Schalterbauteil 25, 26 dargestellt, in welchem jeweils drei Schaltkontakte zusammengefasst sind. Der Schalterbauteil 25 weist die Schaltkontakte 27, 28 29 auf. Den in jeweils einem Schalterbauteil 25 bzw. 26 angeordneten Schaltkontakten 27, 28, 29 bzw. 24, 30, 31 ist ein gemeinsames Betätigungsglied 13 zugeordnet, welches beispielsweise mit einer Prüfstange 14 ausgebildeten Nuten 15 und 16 zusammenwirkt Der Schalterbauteil 26 rastet mit dem Betätigungsglied 13 in der Nut 15 ein und befindet sich in der entspannten Lage, wobei der Schaltkontakt 30 geschlossen und die Kontakte 24 und 31 geöffnet sind. Der Schalterbauteil 25 hingegen befindet sich in der gespannten Lage, wobei die Schaltkontakte 27 und 28 geschlossen und der Schaltkontakt 29 geöffnet ist. Die in Fig.14 dargestellten Schalterstellungen entsprechen einer der beiden Endlagen der Weichenzunge bzw. des beweglichen Herzstücks.
- Die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung läßt sich durch Schalterbauteile aufbauen, wie in Fig.14 beschrieben. Es ist ersichtlich, dass wiederum alle in der Endlage geschlossenen Schaltkontakte in Serie geschaltet sind und sich ein Überwachungsstromkreis, wie in Fig.15 dargestellt, schließt, welcher über die Schaltkontakte A11/12 und C4/3 und C13/14 der einzelnen Prüfebenen verläuft.
Claims (10)
- Einrichtung zum Fernüberwachen von über vier Leitungen z.B. drehstrombetriebenen Weichenantrieben oder eines über vier Leitungen betriebenen Überwachungsstromkreises mit in Abhängigkeit von der Position der Weiche geschalteten Kontakten, über die sich nach dem Erreichen der jeweiligen Endlage ein über die vier Leitungen geführter Überwachungsstromkreis für einen z.B. gleichspannungsgespeisten Weichen-Überwacher schließt, wobei eine Mehrzahl von in Schienenlängsrichtung versetzt angeordneten Prüfebenen (17,18,19) vorgesehen ist und in jeder Prüfebene wenigstens vier Schaltkontakte (A 1/2, A 3/4, C 1/2, C 3/4) miteinander verschaltet und derart mit bewegten Teilen des Weichenantriebs oder der Weiche, z.B. einer Prüferstange, zusammenwirken, dass sich in einer Endlage jeweils zwei Schaltkontakte (A 1/2, C 3/4 bzw. C 1/2, A 3/4) in geschlossener und zwei Schaltkontakte (C 1/2, A 3/4 bzw. A 1/2 , C 3/4) in offener Schaltstellung befinden und die Schaltstellung jedes Schaltkontaktes (A 1/2, A 3/4, C 1/2, C 3/4) bei Umstellung in die andere Endlage einmal geändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkontakte (A 1/2, A 3/4, C 1/2, C 3/4) mehrerer Prüfebenen (17,18,19) derart miteinander verschaltet sind, dass in den jeweiligen Endlagen alle geschlossenen Schaltkontakte (A 1/2, C 3/4 bzw. C 1/2, A 3/4) der miteinander verbundenen Prüfebenen (17,18,19) zur Ausbildung jeweils eines Überwachungsstromkreises in Serie geschaltet sind.
- Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Motorwicklungen (U,V,W) eines Drehstrommotors mit den Schaltkontakten (A 1/2, A 3/4, C 1/2, C 3/4) in Serie geschaltet und über diese an das Drehstromnetz anschaltbar sind.
- Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der der einen Endlage entsprechende Überwachungsstromkreis und der der anderen Endlage entsprechende Überwachungsstromkreis miteinander verbunden sind, sodass die Überwachungsstromkreise bei Auftreten einer Fehlfunktion wenigstens eines Schaltkontaktes oder Fehlumstellung der Weiche in wenigstens einer Prüfebene zu einer Sternpunktverbindung verschaltet werden.
- Einrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Schaltkontakte (A 1/2, A 3/4 bzw. B 1/2, B 3/4 bzw. C 1/2, C 3/4 bzw. D 1/2, D 3/4) einer Prüfebene (17,18,19), welche voneinander verschiedene Schaltstellungen aufweisen, in einem Schalterbauteil (A,B,C,D) zusammengefasst sind und mit einem gemeinsamen Betätigungsglied zusammenwirken.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Schaltkontakte aller Prüfebenen (17,18,19) einem ganzzahligen Vielfachen von acht entspricht.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Schaltkontakte (A 1/2, B 1/2) in derselben Schaltstellung und derselben Endlage in Serie geschaltet sind.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schaltkontakte (A 1/2, A 3/4) mit voneinander verschiedener Schaltstellung eines Schalterbauteils (A) für dieselbe Endlage miteinander verknüpft sind.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass drei Schaltkontakte (27,28,29), wovon wenigstens zwei voneinander verschiedene Schaltstellungen aufweisen, in einem Schalterbauteil (25) zusammengefasst sind und mit einem gemeinsamen Betätigungsglied (13) zusammenwirken.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten der miteinander verbundenen Prüfebenen eine gesonderte, selbstüberwachende Überprüfungseinheit angeordnet ist.
- Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einer ersten (22) der miteinander verbundenen Prüfebenen zugeordneten Schalterbauteile (B1/2, B 3/4, D 1/2, D 3/4) untereinander kreuzweise verschaltet sind.
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