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Schaltungsanordnung für isolierte Schienen in Eisenbahnsicherungsanlagen
Die Verwendung isolierter Schienen in Eisenbahnsicherungsanlagen zur Steuerung von
Schaltvorgängen bei Zugeinwirkungen ist allgemein bekannt. Durch Befahren der Schiene
wird ein Stromkreis geschlossen, wodurch ein Relais zum Ansprechen oder Abfallen
gebracht wird, dessen Kontakte die weiteren Schaltvorgänge beeinflussen. Die beabsichtigte
Wirkung darf jedoch erst eintreten, wenn der Zug die isolierte Schiene wieder verlassen
hat, so daß eine Speicherung von zwei Zuständen notwendig wird. Ferner muß damit
gerechnet werden, daß der Bettungswiderstand der isolierten Schiene in weiten Grenzen
schwankt und es muß verhindert werden, daß dadurch die beabsichtigte Wirkung zu
einem von der Zugfahrt unabhängigen Zeitpunkt eintritt. Auch Störungen anderer Art
dürfen nicht die Folge haben, daß die beabsichtigte Wirkung ohne richtige Durchfahrt
des Zuges zustande kommt.
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Durch die bekannten Ausführungen werden diese Bedingungen nur zum
Teil erfüllt. Insbesondere fehlt die Unabhängigkeit der Schaltung von Schwankungen
des Bettungswiderstandes. Auch gegen Fehlschaltungen durch andere Störungen bieten
sie nur unvollständigen Schutz.
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Eine erhebliche Verbesserung der Betriebssicherheit wird nun mit der
Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß von der
isolierten Schiene ein polarisiertes Relais gesteuert wird, dessen Kontakte weitere
Relais betätigen. Diese Relais können insbesondere zur Speicherung verschiedener
Betriebszustände dienen.
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Die Arbeitswicklung dieses polarisierten Relais kann in eine Brückenschaltung
eingebaut werden,
von der ein Zweig aus der isolierten Schiene besteht.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Arbeitswicklung parallel zur isolierten
Schiene zu schalten, so daß sie während der Zugfahrt kurzgeschlossen ist. Durch
eine Gegenwicklung wird dann der Anker umgelegt. In Anlagen, die mit sehr kleiner
Spannung betrieben werden, besteht auch die Möglichkeit, die Arbeitswicklung des
Relais in Reihe mit der isolierten Schiene zu schalten. Dabei muß der Widerstand
der Relaiswicklung klein gegenüber dem Bettungswiderstand der isolierten Schiene
sein, damit beim Befahren der Schiene eine genügend große Stromänderung in der Relaiswicklung
auftritt. Auch in diesem Falle wird der Anker des polarisierten Relais bei Absinken
des Stromes in der Arbeitswicklung durch eine Gegenwicklung zurückgelegt. Durch
geeignete Bemessung der Brückenzweige bzw. der Gegenwicklung läßt sich erreichen,
daß das polarisierte Relais bereits arbeitet, wenn sich der Widerstand der isolierten
Schiene im Verhältnis i ::2 ändert. Nimmt man z.13. an, daß der beim Befahren der
isolierten Schiene auftretende Kurzschlußwiderstand c 2 92 ist, so wird das Relais
noch arbeiten, wenn der Bettungswiderstand j 4 9 ist.
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Um sicherzustellen, daß durch Absinken des Bettungswiderstandes unter
den zulässigen N1 indestwert keine Fehlschaltungen entstehen, wird vor Beginn der
Zugfahrt durch das polarisierte Relais geprüft, ob der Bettungswiderstand ausreicht.
Bei dieser Prüfung werden die Stromverhältnisse in den Wicklungen des polarisierten
Relais so geändert, daß zu seinem richtigen Arbeiten ein höherer Bettungswiderstand
erforderlich ist als bei der folgenden Zugfahrt. Arbeitet das polarisierte Relais
bei der Prüfung nicht, so kommt bei der erfindungsgemäßen Schaltung bei der folgenden
Zugfahrt keine Wirkung zustande. Arbeitet es richtig, so kann damit gerechnet werden,
daß auch die Wirkung der Zugfahrt richtig eintritt. Dadurch wird vermieden, daß
bei langsamem Ansteigen des Bettungswiderstandes die Wirkung der Zugfahrt verspätet
eintritt und dann unerwünschte Folgen hat.
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Eine besonders vorteilhafte Sicherungseinrichtung wird nach der Erfindung
dadurch geschaffen, daß bei Einschaltung der gesamten Anordnung vor Beginn der Zugfahrt
und bei ausreichendem Bettungswiderstand wenigstens drei Speicherrelais durch das
polarisierte Relais erregt werden, von denen das eine wieder abfällt, wenn das polarisierte
Relais während der Durchfahrt des Zuges seinen Anker zurücklegt. Die beiden anderen
Relais binden sich über ihre in Reihe geschalteten Kontakte so lange, bis die Anlage
wieder abgeschaltet wird. Sobald das polarisierte Relais nach beendeter Durchfahrt
des Zuges seinen Anker wieder umlegt, kommt z. B. die Auslösung der Streckentastensperre
oder die Fahrstraßenauflösung zustande. Wird die Einschaltung der Anlage durch eine
vorübergehende Schaltmaßnahme, z. B. durch kurzes Drücken einer Anschalttaste, bewirkt,
so wird die Einschaltung nach richtig erfolgter Vorprüfung des Bettungswiderstandes
durch Kontakte der beiden sich dann bindenden Speicherrelais aufrechterhalten. Durch
diese Anordnung wird erreicht, daß durch Hängenbleiben oder versehentliches Andrücken
eines Speicherrelais keine unbeabsichtigte Auslösung eintreten kann. Auch ein Versagen
des polarisierten Relais hat diese Wirkung nicht. Schließt sein Kontakt nicht, -so
wird kein Speicherrelais erregt, öffnet er aber nicht, so bleiben alle Speicherrelais
erregt. Gegenüber den bekannten Lösungen, die mit einem besonderen Anschaltrelais
und mit nur zwei Speicherrelais arbeiten, wird demnach ohne Mehraufwand eine wesentliche
Erhöhung der Betriebssicherheit erreicht.
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Die Umschaltung der Stromkreise des polarisierten Relais kann durch
Kontakte der beiden sich bindenden Speicherrelais bewirkt werden. Dabei werden diese
Relais in den umgeschalteten Stromkreisen gehalten, so daß bei Versagen der Umschaltung
auch die Relais abfallen, die Wirkung der Zugfahrt unterbleibt und der Fehler bemerkt
wird. Die Umschaltung der Stromkreise selbst kann in der Weise erfolgen, daß entweder
der Stromkreis der Arbeitswicklung oder der Stromkreis der Gegenwicklung oder beide
geändert werden. Ferner besteht die \löglichkeit, die Umschaltung in der Weise vorzunehmen,
daß eine dritte Wicklung des polarisierten Relais eingeschaltet wird, die nach Bedarf
die Wirkung der Arbeitswicklung oder die der Gegenwicklung unterstützt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.'
Die dargestellte Anordnung besteht aus der isolierten Schiene IS, dein polarisierten
Relais G mit seiner Arbeitswicklung G I und seiner dauernd eingeschalteten Gegenwicklung
G II. Durch die Wirkung dieser Gegenwicklung wird der Kontakt ä des polarisierten
Relais in der gezeichneten Lage festgehalten. Die Anordnung besteht ferner aus den
Speicherrelais E, A und B. Der Magnet !1l ist der Auslösemagnet einer Streckentastensperre,
nach deren Auslösung der Kontakt in öffnet, der die ganze Anlage wieder abschaltet.
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Soll die Anlage in Betrieb gesetzt werden, so wird die Anschalttaste
AST gedrückt. Dann wird der Kontakt g des polarisierten Relais durch dessen
Arbeitswicklung G I umgelegt, wenn der Bettungswiderstand der isolierten Schiene
einen genügend hohen Wert hat. Der Stromverlauf ist dann folgender: Spannung, Si,
a12, AST, Wil, Ltg i, Ltg. 2, G I, Ltg. 3, Ltg. 4, Erde. Nun spricht das
Relais E an. Es wird folgender Stromkreis geschlossen: Spannung, Si, m, AST,
g, a3, b3, Wie, E, Erde. Durch den Kontaktei werden die Wicklungen l
der Relais A und B eingeschaltet. Diese Relais werden erregt und überbrücken durch
ihre Kontakte a1 und b1 die Anschalttaste AST. Durch die Kontakte a2 und
b2 werden die Wicklungen II der Relais A und B parallel zu dem Widerstand
Wil geschaltet, so daß sie durch einen Teil des über die Wicklung GI bzw. über die
isolierte Schiene
fließenden Stromes unabhängig von dem Kontakt
g gehalten werden t@nd gleichzeitig der Arbeitsstrom in der Wicklung GI verstärkt
wird. Durch die Kontakte a3 und b3 wird der Ansprechstromkreis für das Relais E
unterbrochen. Relais E hält sich aber weiter über e1, A1, BI. Wird jetzt
die isolierte Schiene befahren, so wird die Wicklung GI kurzgeschlossen und der
Kontakt g durch G II geöffnet. Dann fällt Relais E ab. Nach Durchfahrt des Zuges
erhält G I wieder Strom, so daß der Kontakt g wieder geschlossen wird und er den
Auslösemagnet m einschaltet. Der Strom verläuft dann wie folgt: Spannung,
m, a1, b1, g, a4, b4, e2, JI, Erde. NI spricht an und löst
die Tastensperre aus, worauf der Kontakt m öffnet und die gesamte Anordnung wieder
abschaltet.