DE2224622C3 - Anordnung zum Steuern und Überwachen von Weichenantrieben - Google Patents

Description

Gegenstand des Hauptpatents 2005249 ist eine Anordnung zum Steuern und Überwachen von Streckeneinrichtungen, insbesondere Weichen, über größere Entfernungen von einem zentralen Stellwerk aus bei elektrifizierten Eisenbahnen, bei denen die zwischen dem Stellwerk und den Streckeneinrichtungen verlaufenden Leitungen zur Begrenzung der durch die Fahrströme vqn die Anlage befahrenden Triebfahrzeugen in ihnen induzierten Störspannungen bedarfsweise in eine von der Entfernung Stellwerk—Streckeneinrichtungen abhängige Anzahl in sich geschlossener kurzer Leiterschleifen aufgetrennt sind. Über diese werden im Stellwerk ausgelöste Steuersignale von Leiterschleife zu Leiterschleife in Richtung auf die Streckeneinrichtungen weitergegeben bzw. an den Streckeneinrichtungen ausgelöste Überwachungssignale in umgekehrter Rieh* tung an das Stellwerk weitergegeben.

Um die Steilentfernung zwischen einem Stellwerk und den von diesem Stellwerk aus zu steuernden und zu überwachenden Weichenantrieben zu vergrößern, kann man ohne große Schwierigkeiten die zwischen dem Stellwerk und den Weichenantrieben verlaufenden Leitungen in beliebig viele kurze Leiterschleifen aufteilen. Für die Weichenüberwachung bietet es sich dabei an, die bisher gebräuchlichen Weichenüberwa* chungsschaliungen in angepaßter form beizubehalten. Bei einer nach diesem Prinzip arbeitenden bekannten Weichenschaltung (DTOS 2015 539) werden in gewissen Abständen zwischen dem Stellwerk und den Weichen Relaisgruppen in die Verbindungsleitungen eingeschaltet, über die die im Stellwerk ausgelösten Steuersignale von Leiterschleife zu Leiterschleife in Richtung auf die Weichen weitergegeben und die an den Weichen ausgelösten Überwachungssignale in umge-

kehrter Richtung an das Stellwerk weitergegeben werden. Per Vorteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß die nach diesem Prinzip arbeitenden Weichenschaltungen ohne Schwierigkeiten mit den bereits vorhandenen Weichenschaltungen kombiniert werden können, bei denen die Antriebe wegen ihrer geringen Entfernung zwischen Stellwerk und Weiche nicht über gesonderte Relaisgruppen betrieben zu werden brauchen,/.uch das nachträgliche Einfügen von Relaisgruppen in bereits bestehende Steuer- und Oberwachungsleitungen ist möglich. Es könne« die bereits bewährten Gleichstromüberwachungsschaltungen angewandt werden. Der Nachteil dieser Anordnung besteht at>er darin, daß diese Lösung relativ kostenaufwendig ist und daß bei der Störungssuche und der Unterhaltung einer solchen Anlage Erschwernisse auftreten.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftlichere Anordnung zum Steuern und Oberwachen von Weichen zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Stellwerk zwei den beiden unterschiedlichen Umlaufrichtungen des Antriebes zugeordnete Stellschütze angeordnet sind, von denen je nach Umstellrichtung das eine oder andere über Kontakte von Weichenstell- und Weichenlagerrelais bedarfsweise anschaltbar ist und mit seinen Kontakten die Primärstromkreise von Trenntransformatoren schließt, an deren Sekundärwicklungen über Stellstromleitungen und eine beliebige Anzahl zwischengeschalteter Trenntransformatoren der Weichenantriebsmotor angeschlossen ist, der nach dem Schließen der Stellschützkontakte so lange angeschaltet bleibt, bis der Antrieb die jeweils andere Endlage erreicht hat und eine im Stellwerk in zwei, durch zwischengeschaltete Trenntransformatoren aufgetrennte Überwachungsleitungen eingekoppelte Wechselspannung beim Betätigen mechanisch gesteuerter Antriebskontakte über zwei ebenfalls durch Trenntransformatoren aufgetrennte Rückleitungen an das Stellwerk rückübertragen ist, dort bei Übereinstimmung von Soll- und Ist-Lage der Weiche die Wcichenstellrelais in die Ausgangsstellung gesteuert sind und über Kontakte dieser Relais das zuvor angeschaltete Stellschütz stromlos gescheitet ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert

In der Zeichnung sind nur die Relais und diejenigen Stromkreise dieser Relais dargestellt, die für die Erläuterung wesentlich sind. Die nicht dargestellte Weiche soll die Plustage einnehmen, die Weichenzungen nehmen dievorgesenene Endläge ein. Dann nehmen die Kontakte WUi bis (V/76 von nicht dargestellten Weichenlagerrelais die gezeigte Lage ein. Die nicht dargestellten Weichenlagerelais und ein Weichenstellrelais WSi sind als bistabile Relais mit zwei Wicklungen und sich gegenseitig abstützenden Ankern ausgebildet Der Pfeil im Relaissymbol des Weichenstellrelais WSi gibt an, daß die dargestellte Wicklung dieses Relais als letzte der beiden Relaiswicklungen stfomdürchflössen war; die Pfeile neben den Relaiskontakten geben an, daß es sich bei diesen Kontakten um Kontakte von bistabilen Relais handelt und machen außerdem deutlich, zu welcher der beiden Wicklungen des betreffenden Relais dieser Kontakt gehört Die Stellschütze WS+ und WS- sind als Kreise mit schwarzem Kein dargestellt; alle übrigen Relaiswicklungen sind durch einfache Kreise symbolisiert.

Bei der angenommenen ordnungsgemäßen Pluslage der Weiche ist das Wejchenüberwachungsrelais WU im Stromkreis der zu überwachenden Weiche erregt: Im Stellwerk ist an den Klemmen AB eine Spannung UX abgreifbar, die über die Wicklung I eines fehlstromer-, regten Weichenauffahrmelderelais WAM an der Primärwicklung eines Trennlransformators 10 anliegt Die * in der Sekundärwicklung dieses Trenntransformators induzierte Spannung liegt über die Steuer- und Überwachungsleitungen 1 und 2 an der Primärwicklung eines weiteren Trenntransformators 11 an und gelangt von dort über die Sekundärwicklung dieses Trenntransformators und die in Pluslage der Weiche geschlossenen Antriebskontakte AK 2 und AK 3 des Antriebsmotors auf die Sekundärwicklung eines Trenntransformators 21. Über die Primärwicklung dieses TrenntransFormators und die Steuer- und Überwachungsleitungen 2 und 3 liegt eine der Spannung U1 entsprechende Spannung auch an der Sekundärwicklung eines Tüenntransforma tors 20 an. Die an der Primärwicklung dieses Transformators abgreifbare Spannung l'egt in Reihe mit der Spannung U 2 zwischen den Klemmen A und Cüber die Kontakte WUi, WU2 der Weichenbgerelais, die Kontakte WS 1/1 und WS i/2 des Weichenstellrelais WSl, den Kontakt WAM/i eines Weichenauffahrmelderelais WAM und die Kontakte WS+Ii und WS-Ii der Stelischütze an der Wicklung des Weichenüberwachungsrelais Wt/an. Die vom Stellwerk her zur Weiche hin übertragene und von dort wieder zum Stellwerk rückübertragene, der Spannung Ui entsprechende Spannung und die an den Klemmen AC abgreifbare Spannung U 2 sind etwa phasengleich und so bemessen, daß das Weichenüberwachungsrelais WU erregt ist und den ordnungsgerechten Zustand der

Weiche signalisiert

Im nachfolgenden ist angenommen, daß die Weiche aus der Pluslage in die Minuslage umgestellt werden soll. Hierzu wird zunächst ein nicht dargestellter Weichenstellmelder angeschlossen, der die ebenfalls nicht dargestellte Einstellwicklung des Weichenstellrelais WSi an Spannung legt und damit das Umsteuern des Weichenstellrelais WS i von dem einen stabilen in den ande· cn stabilen Zustand bewirkt Die Kontakte WS 1/1 bis WS t/8 dieses Relais wechseln dabei in den nicht dargestellten Zustand. Über den Kontakt WS 1/3 dieses Relais wird ein Weichenstellrelais WS 2 angeschaltet, nachdem zuvor durch den Weichenstellmelder ein Zeitgeber wirksam geschaltet worden ist, dessen Kontakt WLVTl ebenfalls im Stromkreis des Weichen stellrelais WS 2 liegt Die Aufgabe des Zeitgebers wird noch erläutert Etwa gleichzeitig mit dem Anschalten des Weichenstellrelais WS2 wird über den Kontakt WS 1/1 der Stromkreis für das Weichenüberwachungsrelais WU aufgetrennt und das Weichenüberwachungs- relais damit betriebsmäßig abgeworfen. Sobald die Kontakte des Weichenüberwachungsrelais WU gewechselt haben, werden in nicht dargestellte Strom' kreisen die Weichenlagerelais in die jeweils andere Lage gesteuert. Die Kontakte WUi bis WU6 dieser Relais werden umgesteuert und nehmen dabei die jeweils nicht dargestellte Lage ein. Ist dies geschehen, wird der Weichenstellmelder wieder abgeworfen, und der Kontakt WSMIi im Anschaltstromkrei? der Stellschütze WS+ und WS- schließt. Über den Kontakt WWi der Weichenlagerelais sowie die Kontakte WS 1/4 und WS2/1 der Weichenstellrelais WSl und WS2 und den Kontakt WSM/1 des zuvor angesteuerten Weichenstellmelders wird das Stellschütz

WS— angeschaltet, das daraufhin seine Kontakte WS-Zi bis WS-/4 umsteuert. Soll die Weiche aus der Minuslage in die Pluslage umgestellt werden, so wird das Stellschütz WS+ über den Kontakt WUb angeschaltet. Über die Kontakte WS-12 bis WS-/4 des Stellschützcs WS- gelangt die Phasenspannung zwischen R, S und T auf die Primärwicklungen eines Drehstromtrenntransformators 30, von dessen Sekundärwicklungen diese Spannung über die Stellstromleitungen 4 bis 6 auf die Primärwicklungen eines Drehstromtrenntransformators 31 gelangt. Von den Sekundärwicklungen dieses Transformators gelangen die Phasenspannungen zwischen R. S und T über die Leitungen 7 bis 9 auf die Wicklungen Wi des Weichenantriebsmotors. Der Antriebsmotor läuft aus seiner Ausgangsstellung an, wobei zunächst die mechanisch gesteuerten Antriebskontakte AK 1 und AK 3 in die jeweils andere Lage wechseln. Dabei wird über die Antriebskontakte AKX und AK2 die Sekundärwicklung de« Trenniransformators 11 kurzgeschlossen. Der dadurch bewirkte Stromanstieg in der Wicklung 1 des Weichenauffahrmelderelais WAM bewirkt das Anziehen des bisher fehlstromerregten Weichenauffahrmelderelais WAM. Über den Kontakt WAM/2 dieses Relais und dem Kontakt WS 1/5 des Weichcnstellrelais WS 1 wird auch die Wicklung 2 des Weichenauffahrmelderelais WAM an Spannung gelegt und damit die Erregung dieses Relais unabhängig von der Anschaltwicklung 1 dieses Relais gemacht.

Hat der Weichenantrieb seine Endlage erreicht, so wechseln auch die Aniriebskontakte AK 2 und AK 4 in die jeweils andere Lage. Über den Kontakt WAM/3 des erregten Weicheauffahrmelderelais WAM wird die Rückstellwicklung des Weichenstellrelais WSl erneut angeschaltet. Hierzu dient die an den Klemmen AB abgreifbare Spannung U1. die über die Wicklungen des Trenntransformators 10, die Steuer- und Überwachungsleitungen 1 und 2 und die Primärwicklung des Trenntransformators 11 auf die Sekundärwicklung dieses Trenntransformators gelangt. Die dort abgreifbare Spannung liegt über die nun geschlossenen Antriebskontakte AKX und AK4 auch an der Sekundärwicklung des Trenntransformators 21 und gelangt von dort über die Primärwicklung dieses Trenntransformators und die Steuer- und Überwachungsleitungen 2 und 3 auf die Sekundärwicklung des Trenntransformators 20. Von dort gelangt sie über die Kontakte WZV4 und WLJ5 der Weichenlagerelais sowie die Kontakte WS 1/6 und WS 1/7 des Weichenstellrelais WS X und den Kontakt WAM/3 auf die Einstellwicklung des Weichenstellrelais WSl. Die rückübertragene Spannung ist etwa gleichphasig zu der an den Klemmen AC anliegenden Spannung, und das Weichenstellrelais WSl kann wieder in den anderen Schaltzustand übergehen und seine Kontakte in die dargestellte Lage wechseln. Dabei schaltet der Kontakt WS 1/4 das Stellschütz WS— ab, wodurch der Speisestromkreis für die Motorwicklungen aufgetrennt wird. Ober den Kontakt IVS1/5 des Weichenstellrelais WSl wird die Wicklung 2 des Weichenauffahrmelderelais WAM abgeschaltet und damit das Weichenauffahrmelderelais wieder abgeworfen. Der Kontakt WAM/4 des Weichenauffahrmelderelais WA M trennt den fiber den Kontakt WS 2/2 führenden Haltestromkreis für das Weichenstellrelais WS2 auf, das daraufhin ebenfalls abgeworfen wird. Beim Umsteuern des Weichenstellrelais WS\ gelangt die der Spannung i/l entsprechende, vom Stellwerk zur Weiche und von dort zum Stellwerk zurück übertragene Spannung über die Kontakte WL/4 und WUS der Weichenlagerelais, über den Kontakt WS 1/2 des Weichenstellrelais WS 1 in Reihe mit der an den Klemmen AC anliegenden Spannung L/2 über die Kontakte WS+/1, WS-/1, W4M/1 und WS 1/1 wieder auf die Wicklung des Weichenüberwachungsrelais WU. das daraufhin anzieht und den ordnungsgerechten Zustand der Weiche anzeigt. Damit nehmen alle Relais mit Ausnahme der Weichenlagerelais wieder die vor der

ίο Weichenumstellung eingenommene Lage ein.

Erreicht die Weiche aus irgendeinem Grunde nicht die neue Endlage, so spricht der bereits erwähnte Zeitgeber an und schaltet nach einer vorbestimmten Zeitspanne seit Einleitung der Umstellung das Weichcnstellrelais WS2 stromlos, das mit seinem Kontakt WS2/1 das jeweils angeschaltete Stellschütz abschaltet. Über die Kontakte WS-/2bis WS-/4bzw. WS+/2bis WS+/4 des zuvor jeweils angeschalteten Stellschützes wird die Stromversorgung für den Antriebsmotor der Weiche unterbrochen. Hat der Weichenantrieb, obgleich er seine neue Endlage nicht erreicht hat, seine ursprüngliche Endlage verlassen (das ist auch beim Auffahren der Weiche der Fall), so haben entweder die Antriebskontakte AKi und AK3 oder die Antriebskontakte AK 2 und AK 4 gewechselt. In beiden Fällen ist die Sekundärwicklung des Trenntransformators 11 kurzgeschlossen, und das Weichenauffahrmelderelais WAM ?ieht infolge der Stromerhöhung über seine Wicklung I an. Das Weichenauffahrmelderelais WAM schafft sich über seinen Kontakt W4M/2 einen Haltestromkreis, der beim Auffahren der Weiche über die noch geschlossenen Kontakte WS2/3 und WS 1/8 der Weichenstellreiais und bei Nichterreichen der vorgesehenen Endlage nach dem Einleiten einer Weichenumstellung über den Kontakt WS 1/5 des Weichenstellrelais WSl führt. Das Ansprechen des Weichenauffahrmelderelais WAMdient gemeinsam mit dem Abfallen des Weichenüberwachungsrelais WUzum Auslösen einer Störungsmeldung.

Bei den bisher gebräuchlichen Weichenschaltungen ohne zwischengeschaltete Trenntransformatoren erfolgte der Vergleich zwischen Soll- und Ist-Lage der Weiche durch den Vergleich der Kontaktstellungen der Weichenlagerelaiskontakte mit den Kontaktstellungen der Antriebskontakte. Dies ist bei Weichenschaltungen mit zwischengeschalteten Trenntransformatoren natürlich nicht möglich. Hier erfolgt der Vergleich zwischen Soll- und Ist-Lage mit Hilfe von Wechselspannungen. Nur wenn die im Stellwerk an den Klemmen AB abgegriffene Spannung t/l an der Weiche durch die Antriebskontakte um 180° gedreht worden ist und im Stellwerk durch die Weichenlagerelaiskontakte erneut um 180° gedreht worden ist, kann sie zusammen mit der dann gleichphasigen Spannung U 2 das Weichenüber-

ss wachungsrelais WU zum Anziehen bringen. Haben dagegen beispielsweise nur die Weichenlagerelaiskontakte gewechselt, nicht jedoch die Antriebskontakte, so wird die Spannung Ui durch die Antriebskontakte nicht umgepolt, sondern lediglich durch die Weichenlagerelaiskontakte um 180° gedreht Die vom Stellwerk zum Antrieb und von dort wieder zum Stellwerk übertragene Spannung ist nicht gleichphasig mit der vom Stellwerk an die Wicklung des Weichenüberwacherrelais gelegten Spannung, und das Weichenüberwachungsrelais kann nicht anziehen. Entsprechendes gilt natürlich auch, wenn aus irgendeinem Grunde die Weiche von Hand umgestellt werden sollte, ohne daß die Weichenlagerelais angeschaltet worden sind bzw.

die Weiche aufgefahren wird.

Die Anzahl der zwischen Stellwerk und Weiche einzusetzenden Trenntransformatoren richtet sich nach der Entfernung zwischen Stellwerk und Weiche und nach den auf di;n Steuer- und Überwachungsleitungen bzw. Stellstromleitungen induzierten Spannungen. Die auf den Steuer- und Überwachung.*- bzw. Stellstromleitungen der einzelnen Leiterschleifen auftretenden Sptrnungsverluste können durch entsprechende Dimensionierung der Transformatorwicklungen kompensiert werden.

Die Anordnung läßt sich in gleicher Weise für ein- oder beliebig mehrphasig betriebene Antriebsmotore anwenden. Das Ausführungsbeispiel mit einem Drehstromantriebsmotor steht stellvertretend für alle sonst denkbaren Motorschaltungen. Bei der Anwendung der Anordnung ist es lediglich wichtig, die Stellstromleitungen von den Steuer- und Überwachungsleitungen zu trennen, so cl;iß für die Steuer- und Überwachungsleitungen sehr viel kleinere und hochohmigere Trenntransformatoren als für die Stellstronileitungen verwendet werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche?

   l_r Anordnung zum Steuern und Überwachen von Weichen über größere Entfernungen von einem zentralen Stellwerk aus bei elektrifizierten Eisenbahnen, bei denen die zwischen dem Stellwerk und den Weichen verlaufenden Leitungen zur Begrenzung der durch die Fahrströme von die Anlage befahrenden Triebfabrzeugen in ihnen induzierten Störspioinungen bedarfsweise in eine von - der Entfernung Stellwerk—Weiche abhängige Anzahl in sich geschlossener Leiterschleifen aufgetrennt sind, nach Patent 2005249, dadurch gekennzeichnet, daß im Stellwerk zwei den beiden unterschiedlichen Umlaufrichtungen des Antriebes zugeordnete Stellschütze (WS+ und WS—) angeordnet sind, von denen je nach Umstellrichtung das eine oder andere über Kontakte (WS 1/4. WS2/1, WLJ3 bzw. WU6) von Weichenstell- und Weichenlagerrelais (WSi, WS2, WL) bedarfsweise aoschaltbar ist und mit seinen Kontakten (WS+12 bis WS+/4 bzw. WS-/2 bis IVS-/4) die Primärstromkreise von Trenntransformatoren

   (30) schließt, an deren Sekundärwicklungen über z$ Stellstromleitungen (4 bis 9) und eine beliebige Anzahl zwischengeschalteter Trenntransformatoren

   (31) der Weichenantriebsmotor angeschlossen ist, der nach dem Schließen der Stellschützkontakte so lange angeschaltet bleibt, bis der Antrieb die jeweils andere Endlage erreicht hat und eine im Stellwerk in zwei, durch zwischengeschaltete Trenntransformatoren (10,11) aufgetrennte Überwachungsleitungen (1, 2) eingekopjpelte Wechselspannung (Ul) beim Betätigen mechanisch gesteuerter Antriebskontakte (AKi bis AK4) über zwei ebenfalls durch Trenntransformatoren (21 und 20) aufgetrennte Rückfeitungen (2, 3) an das Stellwerk rückübertragen ist, dort bei Übereinstimmung von Soll- und Ist-Lage der Weiche die Weichenstellrelais (WSi und WS 2) in die Ausgangsstellung gesteuert sind und über Kontakte (WS i/4 und WS2/1) dieser Relais das zuvor angeschaltete Stellschütz (WS+ bzw. WS-)stromlos geschaltet ist
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich von Soll* und Ist-Lage der Weiche im Stellwerk durch zwei dem Speisenetz gleichphasige entnommene Wechselspannungen (U 1 und L/2) erfolgt, von denen die eine (U2) unabhängig von der jeweiligen Ist-Lage der Weiche über in Ausgangsstellung befindliche Weichenstellrelais* und Stellschätzkontakte (WSt/2, WS+/i, WS-Zi) an den Klemmen eines Weichenüberwachungsrelais (WU)anliegt, während die andere (U \\ über die Überwachungsleitungen (1, 2) zum Wet* chenantrieb übertragene Wechselspannung dort nach Drehung um jeweils 180" bei jeder Weichenumstellung durch die Antriebskontakte (AK 1 bzw. AK2, AKX AK4) mi die Rückleitungen (2, 3) gelangt und von dort, nach nochmaliger Drehung um 180° durch die die Soll-Lage der Weiche angeben* den Weiehentagerelaiskontakte (WUi, WU2 bzw. WU4, WUS) ebenfalls an den Klemmen des Weichenüberwachungsrelais (WU) anliegt, das nur bei etwa gleicher Phasenlage beider WechselspannungenfL/1 und U2) anzieht.
3. 3. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß im Stellwerk in eine der beiden Oberwachungsjeitungen ein Weiehenauffehrmelde' relais (WAM) gescheitet ist, das bei in Endlage befindlicher Weiche durch einen vom Stellwerk zur Weiche und von dort zum Stellwerk rückübertragenen Öberwachungsstrom zum Betätigen des Weichenüberwachungsxelais (WU) mit Fehlstrom unterhalb des Abfallstromes des Weichenauffahrmelderelais erregt ist und das beim Auffahren der Weiche durch Stromerhöhung in den Überwachungsleitungen (1 und 2) infolge Kurzschließer der Überwachungsleitungen durch die Antriebskontakte (AK 1 und ΛΚ 2) anzieht
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auch bei jeder betriebsmäßigen Weichenumstellung durch die Antriebskontakte (AKi und AK2) anschaltbare Weichenauffahr-Tnelderelais (WAM) eine Zweitwicklung (WAM2) besitzt, die beim Anschalten des Weichenauffahrmelderelais über einen eigenen Kontakt (WAM/2) an Spannung anschaltbar ist und das Halten des Weichenauffahrmelderelais (WAM) von der Lage der Antriebskontakte (AK 1 und AK 2) unabhängig macht und daß im Haltestromkreis der Zweitwicklung Kontakte (WS i/5 bzw. WS i/%, WS2J3) der Weichenstellrelais (WSi, WS2) angeordnet sind, die nach Erreichen der neuen Endlage beim Umsteuern dieser Relais in die Ausgangsstellung den Haltestromkreis des Weichenauffahrmelderelais unterbrechen.