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Schaltung zum Stellen von Weichen im Eisenbahnsicherungswesen Die
Erfindung befaßt sich mit Schaltungen zum Stellen von Weichen im Eisenbahnsicherungswesen,
vorzugsweise von drehstrombetriebenen Weichen, die über nur vier Adern zwischen
Stellwerk und Weichenantrieb gesteuert werden. Derartige Schaltungen müssen bekanntlich
so ausgeführt werden, @daß ein begonnener Umstellvorgang jederzeit unterbrochen
werden kann, um ein Rückstellen in die Ausgangslage einzuleiten. Außerdem muß die
Stellspannung auch dann abgeschaltet werden können, wenn der Weichenantrieb infolge
einer mechanischen Störung oder wegen eines Hindernisses zwischen Weichenzungen
und Backenschiene die neue Endlage nicht erreichen kann.
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Bei einer bekannten Schaltungsanordnung wird das Abschalten der Stellspannung
vor dem Erreichen :der neuen Endlage durch dasselbe Relais bewirkt, das auch die
Stellspannung beim ordnungsgemäßen Erreichen der Endlage abschaltet. Da jedoch die
Kontaktbelastung im ersten Fall wesentlich größer ist als bei reibungslosem Betriebsablauf,
werden die Schaltmittel entsprechend stärker beansprucht, so daß ihre Lebensdauer
bisher stark beeinträchtigt wurde. Man war daher gezwungen, für das Schalten der
Stellspannung besondere Schaltmittelkonstruktionen zu verwenden, was wiederum dem
Bestreben entgegenstand, kleine einheitliche Schaltmittel zu verwenden, um handliche
Bausteine für den schnellen Entwurf und Aufbau der Stellwerksschaltungen zu erhalten.
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Mit der Erfindung ist eine Schaltung geschaffen, bei welcher die genannten
Schwierigkeiten vermieden sind und Relais normaler einheitlicher Bauart auch zum
Schalten der Stehspannung verwendet werden können. Erfindungsgemäß geschieht das
dadurch, daß zum betriebsmäßigen Abschalten der Stellspannung nachdem Erreichen
der neuen Endlage ein Relais vorgesehen ist, dessen Erregung von der Lage der Endlagen-Überwachungskontakte
im Weichenantrieb abhängig ist, und daß für das Abschalten der Stellspannung vor
dem Erreichen der neuen Endlage ein weiteres Relais vorgesehen ist, dessen Erregung
vom erneuten Betätigen der Weichenstelltasten, vom Wirksamwerden von Verzögerungsschaltmitteln
und/oder von weiteren Schaltmitteln abhängig ist. Das zum betriebsmäßigen Abschaltender
Stellspannung nach dem Erreichen der neuen Endlage vorgesehene Relais wird dabei
in an sich bekannter Weise von einer Wicklung eines mit drei Wicldungen versehenen
Transformators gespeist, dessen beide übrigen Wicklungen in zwei Phasenzuleitungen
des Drehstromnetzes derart angeordnet sind, daß in ihnen während des Umlaufens des
Weichenantriebs Ströme ungleicher Phasenlage fließen, dagegen durch Umschalten der
Endlagen-Überwachungskontakte im Weichenantrieb beim Erreichen der Endlage in diesen
Wicklungen Ströme gleicher Phasenlage fließen und -das Relais zum Abfall bringen.
Das Abschalten der Stellspannung vor dem Erreichen der neuen Endlage wird nach einem
weiteren Erfindungsmerkmal mittels des weiteren Relais zunächst zweiphasig vorgenommen,
und die dritte Drehstromphase wird anschließend mittels des für die betriebsmäßige
Stellspannungsabschaltung vorgesehenen Relais stromlos abgeschaltet. Gemäß der weiteren
Erfindungwird derStromkreis für dasjenigeRelais, welches zum Abschalten der Stellspannung
vor dem Erreichen der neuen Endlage vorgesehen ist, derart ausgebildet, daß dieses
Relais eine bestimmte Zeit nach dem Einleiten eines Umstellvorgangs und/oder während
dieser Zeit beim nochmaligen Betätigen der Weichenstelltasten abfällt. Vorteilhaft
läßt sich das dadurch erreichen, daß dieses Relais beim Einleiten der Anschaltung
des Antriebsmotors in einen Verzögerungskreis eingeschaltet ist, der von einem Kondensator
gespeist wird, welcher diesem Relais eine Erregungszeit gibt, die größer ist als
die Zeit einer normalen Weichenumstellung, wobei dieser Verzögerungskreis durch
Betätigen der Weichenstelltasten während der Erregungszeit des Relais sofort unterbrochen
werden kann: In der Zeichnung ist ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, auf welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Die Zeichnung
enthält in der linken Hälfte eine an sich beliebige Stell- und Überwachungsschaltung
für einen drehstromgesteuerten Weichenantrieb mit vier Kabeladern zwischen Stellwerk
(oberhalb der strichpunktierten Linie) und Antrieb (unterhalb der strichpunktierten
Linie) ; in der rechten Hälfte sind die gemäß der Erfindung angeordneten Schaltmittel
zum An- und Abschalten der Drehstromzuleitungen dargestellt. Es sind nur diejenigen
Schaltungsteile wiedergegeben, die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind.
Die
eigentliche Stell- und Überwachungsschaltung enthält im Stellwerksteil die Anschlüsse
eines Drehstromnetzes R, S, T und einer Gleichstromquelle -I-und -, ferner ein Auffahrmelderelais
WA mit dem Kontakt WA 1, dem Widerstand Wi1, einem Gleichrichter
Gr und einem Transformator Tr mit drei Wicklungen 1-2, 3-4 und 5-6. Ein weiteres
Relais TVÜ dient zur Überwachung, ob sich die Weiche in einer ihrer Endlagen befindet.
Der An- und Abschaltteil enthält ein Stützrelais WL 1 mit zwei Wicklungen
I und II und den Kontakten TVL 11 (in der Überwachungsschaltung), TVL 12,
WL 13 und WL 14 und ein weiteres Stützrelais 97L2 mit zwei Wicklungen
I und II und den Kontakten TVL21 (in der Überwachungsschaltung), WL22, TVL23 und
TT'L24. Ferner sind zwei Relais TVP und WN mit ihren Kontakten WP 1 bis TVP7
und TY1V 1 bis TY1V 4 dargestellt, von denen die Kontakte WP I bis IVP3
und TYIV 1 bis TVN3 in der Stell- und Überwachungsschaltung liegen.
Im Stromkreis des Relais TYP ist außerdem ein Kontakt WA2 des Relais T,VA und im
Stromkreis des Relais WL 1
ein Kontakt WÜ1 des Relais TVÜ angeordnet. Der
Stromkreis des Relais TTIN ist mit einem Kondensator Kot und einem Widerstand Wi2
versehen, und schließlich sind Kontakte TTIT 1 (in der überwachungsschaltung)
bis WT 5 eines nicht .dargestellten Weichentastenrelais wiedergegeben. Die
dargestellten Kontakte sind so gezeichnet, daß ihre Lage der Plus-Endlage der Weiche
entspricht.
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Der Antriebsteil enthält die drei Wicklungen U, T7, TY des
Antriebsmotors sowie eine Hilfswicklung H dieses Motors, und die beiden vom Antrieb
gesteuerten Endlagen-Überwachungskontakte AK+ und AK-Auch diese beiden Kontakte
sind in einer der Pluslage der Weiche entsprechenden Lage gezeichnet; beim Umstellen
in die Minuslage legt der Kontakt AK-fum, wenn die Weiche die Pluslage verläßt,
während der Kontakt Als- umlegt, wenn die Weiche die Minuslage erreicht.
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In der gezeichneten Grundstellung ist der Überwachungsstromkreis über
Kontakt TT'T 1, Relais WA,
Widerstand TTTi 1, Kontakte lf':\T
1 und TVL 11, Leitung 1, Kontakt AK+, Hilfswicklung H, Leitung 2, Kontakt TTTP
2, Endlagen -Überwachungsrelais W Ü ,
Kontakte TVP 1 und IVL
21, Leitung 3, Kontakt AK-,
Motorwicklungen T' und TV, Leitung 4 sowie
Kontakte TVIV 2 und WP 3 durchgeschaltet, und das Relais TVÜ ist angezogen,
während das Relais TVA nur von Fehlstrom durchflossen ist und nicht anziehen
kann. Das Relais UFA wirkt normalerweise als Auffahrmelder; wird beispielsweise
in der Plus-Endlage die Weiche aufgefahren, so legt der Endlagenkontakt AK+ um,
und das Relais IT'Ü wird durch diesen Kontakt abgeschaltet, so daß das Relais
WA über den umgelegten Kontakt AK+ und die Motorwicklungen U und W anziehen
kann. Dabei wirkt der Widerstand Wi 1 als Schutzwiderstand für das Relais
WA. In nicht dargestellten Stromkreisen kann diese Veränderng des Schaltzustandes
als Auffahrmeldung registriert werden.
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Beim Einleiten einer Weichenumstellung, entweder durch Betätigen der
Weichenstelltasten oder bei der fahrstraßenweise gemeinsamen Weichenumstellung,
wird in einem nicht dargestellten Stromkreis das Tastenrelais betätigt, dessen Kontakte
TTVT 1 und WT 3
geöffnet, WT 2 und TVT 4 geschlossen
und WT 5 um-
gelegt werden. Mit dem Kontakt TTVT 1 wird der beschriebene
Überwachungsstromkreis unterbrochen, und das Relais TVL` fällt ab und schließt seinen
Kontakt IT'ZT 1. Die Wicklung I des Relais TTJL 1 erhält über die
Kontakte TYT2, TVP4, TVN4, TVÜ1 und WL22 Strom, zieht ihren Anker an, hebt
damit die Abstützung des Ankers der Wicklung II auf und bringt diesen zum Abfallen.
Dabei werden die Kontakte LTIL 11 bis WL 14 entgegen der gezeichneten Lage
umgestellt. Über den vorher geschlossenen Kontakt WT 4, :den jetzt umgelegten
Kontakt WL 13 und den Kontakt WL23 des Relais WL2 wird das Relais
WP eingeschaltet, welches seine Kontakte WP1 und TT7P 2 umlegt, WP
3 und WP 4 öffnet und WP 5 bis WP7 schließt. Über den umgelegten Kontakt
WT 5 ist der Kondensator Ko 1 an Gleichspannung gelegt und aufgeladen worden.
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Der nun erreichte Schaltzustand bleibt bestehen, solange das Tastenrelais
erregt ist, solange also beispielsweise die Weichentasten betätigt werden. Nach
dem Loslassen der Tasten fällt das Tastenrelais wieder ab, und die Kontakte WT
1 bis WT 5 gehen in -die gezeichnete Lage zurück. Durch den Kontakt
WT 4 wird die Speisung für das Relais WP zwar unterbrochen; das Relais
ist aber mit einer ausreichend hohen Abfallverzögerung versehen, so daß es zunächst
noch angezogen bleibt. Über den wieder geschlossenen Kontakt WT 3 und den
vorher geschlossenen Kontakt WP 5 sowie den umgelegten Kontakt
WL 12 wird die Wicklung I des Stützrelais WL2 eingeschaltet, und auch dieses
Stützrelais wird umgestellt, wobei die Kontakte WL21 bis WL24 entgegen
der gezeichneten Lage umgelegt werden. Nunmehr liegt das Relais WN über die Kontakte
TVT 5, WP 6, TVL 14 und WL 24 an dem aufgeladenen Kondensator
und zieht an. Dabei werden seine Kontakte WN1 und WN2 umgelegt, WN3 geschlossen
und WN4 geöffnet. Infolge des Umlegens der Kontakte WN1 und WN2 kommt zwischen den
Drehstromphasen R und T ein teilweiser Stellstromkreis zustande, und zwar über die
Kontakte TVJV 1, WL 11 (umgelegt), Leitung 3, Kontakt AK-, Wicklungen
L' und W, Leitung 4 und Kontakt WRT2; dabei wird von der Wicklung 3-4 des
Transformators Tr her eine Spannung in dessen Wicklung 5-6 induziert, die über den
Gleichrichter Gr das Relais TVA zum Anziehen bringt, welches seine Kontakte TilA1
und TV<d 2 schließt. Das Erscheinen einer Auffahrmeldung wird dabei jedoch
in den nicht dargestellten Meldestromkreisen verhindert, beispielsweise durch einen
weiteren Kontakt des Relais TVP. Mit dem Kontakt TVA1 wird ein zweiter Stromweg
für den Antriebsmotor hergestellt, und zwar von der Drehstromphase R über
die Kontakte WN 1 und WP 2, Leitung 2, Hilfswicklung H, Antriebskontakt
AK+, Leitung 1, Kontakte WL21 (umgelegt), WP1 und TVA1 zur Drehstromphase
S; dabei entsteht in der Wicklung 1-2 des Transformators Tr eine Spannung, die in
ihrer Phasenlage von derjenigen in der Wicklung 3-4 abweicht, so daß das Relais
WA über die Wicklung 5-6 des Transformators Tr weiterhin erregt bleibt. Der
Kontakt WA2 hat den über den Kontakt TT'P7 verlaufenden Selbstschlußkreis des Relais
TVP hergestellt und damit dieses Relais weitererregt. Die Verzögerungszeit des Relais
WP ist so groß gewählt, daß die vorherige Unterbrechungszeit jedenfalls überbrückt
wird.
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Infolge des Herstellens der beiden Stromkreise über die Hilfswicklung
H bzw. die Wicklungen V und W ist der Antriebsmotor zweiphasig angelaufen.
Dabei hat der Kontakt AK + umgelegt, die Hilfswicklung H abgetrennt und die Wicklung
U, welche ihrerseits im Sternpunkt mit den beiden anderen Wicklungen V und TV verbunden
ist, über Leitung 1 und die Kontakte WL21, WP1 und TVAl an die Drehstromphase S
angeschaltet. Im Antriebsmotor kommt nun
das volle Drehmoment zur
Wirkung, Die Ströme in den Wicklungen 1_2 und 3-4 des Transformatprs Tr sind jetzt
um 1.20° gegeneinander verschoben, uni das Relais WA bleibt weiterhin gehalten.
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Beim Erreichen der neuen Endlage schaltet der Kontakt AK- entgegen
der gezeichneten Lage um und schaltet die Drehstromphase R über die Kontakte WN
1 und WL 11 sowie Leitung 3 von der Wicklung TV ab und an -die Hilfswicklung
H an.. Durch das Abtrennen der Wicklung TI kommt zwischen den Phasen S und
T ein einphasiger Strom zustande, und zwar über die Wicklung 1-2 des Transformators
Ty, Kontakte WA 1, WP 1 und WL 21, Leitung 1, Kontakt AK+, Wicklungen
U und W, Leitung 4, Kontakt WN2 und Wicklung 3-4 des Transformators TY, Die
beiden Wicklungen 1-2 und 3-4 sind gegeneinandergeschaltet; es treten in ihren zwei
um 1$0° phasenverschobene Ströme auf, so daß in der Wicklung 5-6 keine Spannung
mehr induziert wird und das Relais WA abfällt. Beire Öffnen des Kontakts
WA1 wird auch der eben beschriebene einphasige Stromkreis unterbrochen; der Kontakt
WA2 öffnet auch den Selbstschlußkreis für das Relais WP, sq daß dieses nach Ablauf
Seiner Verzögerungszeit abfällt und seine Kontakte TLP1 bis WP7 in die gezeichnete
Lage zurückstellt. Dabei wird durch den Kontakt WP6 auch der bisher noch immer wirksame
Erregungsstromkreis für das Relais WIV unterbrochen, welches ebenfalls abfällt und
seine Kontakte WN1 bis WN4 zurückstellt. Der Umstellvorgang ist beendet,
und über Kontakt WT 1, Relais WA (wegen Fehlstroms nicht angezogen),
Widerstand Wi1, Kontakt WN1, Kontakt WL 11 (umgelegt), Leitung 3; Kontakt
AK-(umgelegt), Wicklung H, Leitung 2, Kontakt WP2, Relais W U, Kontakt
TT7P 1, Kontakt WL 21 (umgelegt), Leitung 1, Kontakt AK+ (umgelegt), Wicklungen
U und W, Leitung 4, Kontakte WN2 und WP 3 fließt nunmehr wieder Überwachungsstrom,
durch welchen das Endlage-Überwachungsrelais WU anzieht.
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Soll die Weiche noch während des Umlaufens des Antriebsmotors, also
vor dem Erreichen der neuen Endlage, zurückgestellt werden, so werden die Weichentasten
betätigt, wodurch wieder das nicht dargestellte Tastenrelais anzieht und seine Kontakte
YTVT 1 bis TVT5 umlegt. Durch den Kontakt WT 5
wird der vom Kondensator
Ko 1 über Widerstand Wi 2 und Kontakte WT 5, WP 6, WL 14 und
WL 24
verlaufende Erregungsstromkreis des Relais WN vorzeitig unterbrochen,
so daß dieses abfällt und seine Kontakte zurückstellt. Während beim vorher beschriebenen
normalen Erreichen der Endstellung das Abschalten der Stellsparnnung durch das Abfallen
des Relais TVA eingeleitet wurde, welches infolge der vorherigen Umbildung der Stellstromkreise
nur noch den einphasigen Stromkreis zwischen den Phasen S und T aufzutrennen hatte,
werden nunmehr die von den Phasen R und T kommenden Stellstromzuführungen durch
die Kontakte WIV 1 und WN2 des Relais WN unmittelbar aufgetrennt. Dadurch
entfällt auch das Induzieren einer Spannung in der Wicklung 5-6 des Transformators
Tr, so daß das Relais TVA stromlos wird, ebenfalls abfällt und auch die dritte Stellstromzuführung
von der Phase S her auftrennt, die inzwischen bereits stromlos geworden ist. Der
Kontakt i W1V 3 trennt außerdem die Zuleitung von der Wicklung 5-6 des Transformators
Tr zum Gleichrichter Gr des Relais WA auf, um jedenfalls zu verhindern, daß
bei Fremdstromeinfall im Weichenantrieb nach dem zweiphasigen Abtrennen des Drehstroms
noch über die ; Phase s ein Reststrom -fließt, der für einen Hältestrom des Relais
Wal ausreichen könnte, Der I@ortal t WA 2 bringt ferner das Relais WP zum Abfallen;
da das Tastenrelais noch erregt ist, kommt Tiber die geschlossenen Kontakte WT
2, WP4, WN4, W:ül und den umgelegten Kontakt W2,22 ein Stromkreis für die
Rüekstellwieklung II des Relais WL 1 zustande, so daß dieses Relais zurückgestellt
wird, seine Kontakte WL 11 bis WL 14 in die gezeichnete Lage zurücklegt
und über die Kontakte WK 4, WL 13 und TVL 23 auch das Relais
WP wieder zum Anziehen bringt, welches mit seinem Kontakt WP5 auch das Zurückstellen
des Relais WL2 vorbereitet. Nach Loslassen der Tasten und Abfallen des Tastenrelais
wird .das Relais WL2 zurückgestellt; infolge des Umlegens der Kontakte WL 11,
WL 21, WP 1 und WP 2 wird in gleicher Weise, wie vorher beschrieben,
das Zurücklaufen. des Antriebs in :die Ausgangslage eingeleitet.
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Durch die gemäß der Erfindung vorgenommene Aufteilung .der Abschalteinleitung
apf die beiden Relais WA und WIV kann als Relais WA ein normales Relais
verwendet werden, dessen konstruktiver Aufbau keinen .einschränkenden Bedingungen
unterliegt; auch als Relais WN kann ein normales Relais benutzt werden, wenn man.
berücksichtigt, r1.13 :das Abschalten der Stellspannung vor dem Erreichen der Weichenendligewesentlich
seltener vorgenommen werden muß als das betrebsmäB,ige Abschalten, so daß das Relais
WN beim einzelnen Abschaltvorgang wesentlich höher beansprucht sein kann.
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In ähnlicher Weise wie beim Zurückstellen des Weichenantriebs noch
vor Erreichen der neuen Endlage bewirkt das Relais WN auch das Abschalten der Stellspannung,
wenn der Antrieb nicht innerhalb der festgelegten Höchstzeit die neue Endlage erreicht,
beispielsweise wenn ein Stein zwischen Weichenzunge und Backenschiene liegt. Kondensator
Ko 1 und Widerstand Wi2 sind so bemessen, -daß dem Relais WN eine bestimmte Verzögerungszeit
gegeben wird, die größer ist als diejenige Zeit, innerhalb welcher ein normaler
Umstellvorgang mit Sicherheit beendet ist. Ist diese Verzögerungszeit abgelaufen,
so fällt das Relais WN ab und öffnet mit seinen Kontakten WN1 und WN2 zwei Anschlüsse
der Drehstromphasen an den Antriebsmotor. Dadurch vollzieht sich .derselbe Abschaltvorgang,
wie er oben beschrieben wurde. Lediglich die Relais TVL1 und WL2 werden nicht ohne
weiteres zurückgestellt, da zunächst das Tastenrelais noch nicht erregt ist und
dessen Kontakt WT2 offen bleibt. Die Weiche bleibt also in der Mittelstellung stehen,
und zum Rückstellen müssen die Weichentasten erneut betätigt werden. Da jedoch auch
beim Liegenbleiben des Antriebs in der Mittelstellung der Weiche keine Überwachung
zustande kommen kann, läßt sich das notwendige Betätigen der Weichentasten ohne
weiteres dem Stellwerkswärter anzeigen.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf eine dem dargestellten Beispiel
ähnliche Ausführungsform der Schaltung, sondern kann mit gleichem Vorteil auch bei
anderen Antriebsschaltungen sowie bei abgewandelten Abhängigkeitsschaltungen der
Relais WP, WIV und WL 1 bzw. WL 2 angewandt werden.