DE2417075B1 - Schaltungsanordnung zum kontaktlosen unterbrechungsfreien Umschalten von wechselstromgespeisten Verbrauchern - Google Patents

Description

• In F i g. 1 ist eine Signallampe L mit einem Hauptfaden H und einem Nebenfaden N dargestellt. Diese Signallampe wird vom Stellwerk über die Speiseleitungen 1 und 2 und die Sicherungen S11 und S12 mit Wechselstrom gespeist. Dabei schließt sich ein über einen-Einstellwiderstana R1 führender Stromkreis so-
• wohl über den Hauptfaden Hals auch über den Nebenfaden N der Signallampe. Es leuchtet jedoch nur der Hauptfaden H auf, weil in den Speisestromkreis des Nebenfadens N die Primärwicklung P eines Transformators T geschaltet ist, die so bemessen ist, daß der über den Nebenfaden fließende Speisestrom wesentlich unterhalb der Glühgrenze des Lampenfadens liegt.
• Im folgenden ist angenommen, daß der Hauptfaden H der Signallampe L durchgebrannt und der Nebenfaden N der Signallampe wirksam sei. Der über die Speiseleitungen 1 und 2 fließende Speisestrom nimmt ab, weil nun die hochohmige Primärwicklung P des Transformators als zusätzliche Belastung im Stromkreis liegt.
• Dabei sinkt der Spannungsabfall am Einstellwiderstand R1, so daß an der Primärwicklung P, die nicht nur sehr viel hochohmiger als die Lampenfäden H bzw. N sondern auch hochohmiger als der Einstellwiderstand Rl ist, eine Spannung liegt, die beispielsweise größer ist als die benötigte Lampenspannung. Der über die Primärwicklung des Transformators fließende Speisestrom reicht nicht aus, den Lampenfaden N zum Leuchten zu bringen. Um diesen Strom auf einen Wert oberhalb der Glühgrenze des Lampenfadens zu steigern, dient die Sekundärwicklung Sdes Transformators 7:Der über die Primärwicklung P fließende Speisestrom induziert nämlich in der Sekundärwicklung des Transformators eine Spannung, die ihrerseits über den Nebenfaden N der Signallampe einen Strom treibt, der zusammen mit dem über die Primärwicklung fließenden Speisestrom ausreichend hoch ist, um den Lampenfaden zum Leuchten zu bringen. Durch geeignete Dimensionierung von Einstellwiderstand Rl, Haupt- und Nebenfaden der Signallampe sowie Primär- und Sekundärwicklung des Transformators ist es möglich, die beim Defektwerden des Hauptfadens an der Sekundärwicklung und damit am Nebenfaden anliegende Spannung so zu bemessen, daß sie der vom Hersteller vorgeschriebenen Speisespannung der Signallampe entspricht In F i g. 2 ist der Lichtsignalstromkreis für zwei gleichzeitig anschaltbare Signallampen L1 und L2 dargestellt Diese Signallampen besitzen je einen Hauptfaden H1 bzw. H2 und einen Nebenfaden N1 bzw. N2.
• Die Speisung erfolgt vom Stellwerk über Speiseleitungen 11 und 22, die über Sicherungen S21 und S22 mit einer nicht dargestellten Wechselstromquelle verbunden sind. Zur Einstellung des Lampenstromes bei intakten Hauptfäden dient ein Einstellwiderstand R2. Dieser Widerstand ist so bemessen, daß bei intakten Hauptfäden über die Nebenfäden der Signallampen und die Wicklungen eines Transformators n Ströme unterhalb der Glühgrenze der Lampenfäden fließen, so daß tatsächlich nur die Hauptfäden HI und H2 der Signallampen wirksam sind. Brennt einer der Hauptfäden durch, dann sinkt der über die Speiseleitungen 11 und 22 fließende Speisestrom infolge der zusätzlichen Belastung durch den Transformator ab. Der Spannungsabfall am Einstellwiderstand R2 sinkt, während der Spannungsabfall an den Eingangsklemmen der Primärwicklung Pl des Transformators 71 ansteigt Der über die Primärwicklung Pl fließende Speisestrom induziert in den Sekundärwicklungen Sd und s2 Spannungen, welche über die Nebenfäden N1 bzw. 1V2 der Signallampen Ld bzw.
• L2 Ströme in der Höhe der Betriebsströme der betreffenden Lampenfäden treiben.
• Brennt einer der angeschalteten Nebenfäden Nl oder N2 durch, dann sinkt der Speisestrom auf den Speiseleitungen 11 und 22 um einen bestimmten Betrag, der durch die zusätzliche Belastung des Speisestromkreises infolge Wirksamwerdens der betreffenden Sekundärwicklung Sd bzw. s2 des Transformators 71 bestimmt ist Dadurch sinkt der Spannungsabfall am Vorwiderstand R2 und die Spannung an der Primärwicklung des Transformators steigt entsprechend an. Diese Spannungserhöhung an der Primärwicklung würde an der der Signallampe mit dem noch intakten Nebenfaden zugeordneten Sekundärwicklung zu einer Erhöhung der Lampenspannung führen und der noch intakte Nebenfaden würde in kürzester Zeit ebenfalls durchbrennen. Um diese Spannungserhöhung zu kompensieren, wird die der Signallampe mit dem defekten Nebenfaden zugeordnete Sekundärwicklung beim Durchbrennen dieses Nebenfadens in den Primärstromkreis des Transformators einbezogen. Dadurch sinkt zwar nicht die Spannung an der Primärseite des Transformators; es ändert sich jedoch das Übersetzungsverhältnis zwischen Primär- und Sekundärwicklung des Transformators und die an der Sekundärwicklung für die Signallampe mit dem noch intakten Nebenfaden abgreifbare Spannung sinkt etwa auf den Wert der normalen Lampenspannung ab.
• Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Anwendung bei Lichtsignalstromkreisen im Eisenbahnwesen, sondern kann zweckmäßig überall dort eingesetzt werden, wo beim Defektwerden von beliebigen Verbrauchern auf eine entsprechende Ersatzlast umgeschaltet werden soll, und sie ist auch dort einsetzbar, wo bei einem betriebsbedingten oder störungsbedingten Auftrennen eines Stromkreises ein anderer Stromkreis geschlossen werden soll.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zum kontaktlosen unterbrechungsfreien Umschalten von ersten wechselstromgespeisten Verbrauchern auf zweite wechselstromgespeiste Verbraucher beim Stromloswerden der ersten Verbraucher, insbesondere für Lichtsignale im Eisenbahnwesen, bei denen beim Durchbrennen des Hauptfadens einer Signallampe ein zugehöriger Nebenfaden anschaltbar sein soll, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Verbraucher (N in F i g. 1) in Reihe mit der Primärwicklung (P) eines Transformators (T) den ersten Verbrauchern (H) parallel geschaltet sind und daß den zweiten Verbrauchern je eine Sekundärwicklung (S) des Transformators parallel geschaltet ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (S bzw.

   P) des Transformators hochohmiger sind als die ihnen parallelgeschalteten Verbraucher (Nbzw. H).
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen des über die ersten Verbraucher (H) fließenden Speisestromes in die Speiseleitungen (1, 2) dieser Verbraucher Einstellwiderstände (R1) einbezogen sind, die hochohmiger sind als die Verbraucher (H bzw. N), aber niederohmiger als die Primärwicklung (P) des Transformators (T).
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei denen die Verbraucher aus mehreren Einzelverbrauchern bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Einzelverbraucher (H1 und H2 bzw. N1 und N2 in F i g. 2) jeweils in Reihe geschaltet sind und daß den zweiten Einzelverbrauchern (Nd und N2) je eine Sekundärwicklung (Sl bzw. S2) des Transformators (T') parallel geschaltet ist, dessen Primärwicklung (Pl) in Reihe mit den zweiten Einzelverbrauchern (N1 und N2) den ersten Einzelverbrauchern (H1 und H2) parallel geschaltet ist.

   Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum kontaktlosen unterbrechungsfreien Umschalten von ersten wechselstromgespeisten Verbrauchern auf zweite wechselstromgespeiste Verbraucher beim Stromloswerden der ersten Verbraucher, insbesondere für Lichtsignale im Eisenbahnwesen, bei denen beim Durchbrennen des Hauptfadens einer Signallampe ein zugehöriger Nebenfaden anschaltbar sein soll.

   Im Eisenbahnwesen ist es üblich, für die Lichtsignale sogenannte Doppelfaden-Lampen zu verwenden. Diese Doppelfaden-Lampen bieten die Möglichkeit, beim Durchbrennen des einen Lampenfadens, des sogenannten Hauptfadens, in kürzester Zeit auf den anderen Faden, den sogenannten Nebenfaden, umzuschalten; durch diese Maßnahme ist es möglich, länger anhaltende Betriebsstörungen oder Betriebsbehinderungen zu vermeiden, die sich zwangsläufig durch nicht angeschaltete Lichtsignale ergeben würden.

   Das Umschalten vom Haupt- auf den Nebenfaden erfolgt in aller Regel am Signalort selbst; als Überwachungs- und Steuerschaltmittel werden häufig Relais verwendet, die beim Durchbrennen des Hauptfadens in den jeweils anderen Schaltzustand wechseln und mit ihren Kontakten den jeweiligen Nebenfaden der Signallampe anschalten. Eine derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise in der DT-PS 10 98 981 offenbart. Diese bekannte Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß die Überwachungs- und Steuerschaltmittel am Signalort gegen mechanische Beschädigungen und witterungsbedingte Einflüsse besonders geschützt werden müssen, was meist durch Unterbringen dieser Schaltmittel in wetterfesten Gehäusen erfolgt. Diese Anordnung der kontaktbehafteten Schaltmittel ist kostenintensiv und gewährleistet dennoch nicht, daß die Schaltmittel nicht selbst im Laufe der Zeit defekt werden.

   Es ist bereits bekannt (DT-AS 11 92 296 und GB-PS 9 54 116), das unterbrechungsfreie Umschalten auf Ersatzverbraucher durch kontaktlos arbeitende Schaltmittel herbeizuführen. Diese Schaltmittel sind ausschließlich für den Gleichstrombetrieb geeignet und daher nicht für alle Anwendungsfälle geeignet. Ihr wesentlicher Nachteil ist jedoch darin zu sehen, daß die die Umschaltung bewirkenden Schaltmittel bereits auf Steuerimpulse ansprechen, die bei unvermeidbaren Induktionsvorgängen entstehen. Besitzen die Schaltmittel Thyratroncharakteristik, kann es zum gleichzeitigen bleibenden Anschalten des Normal- und des Ersatzverbrauchers kommen. Die als kontaktlose Schaltmittel vorgesehenen Halbleiterschaltmittel sind darüber hinaus durch Überspannungen leicht zerstörbar und können daher dort nicht verwendet werden, wo infolge längerer Zuleitungen und starker Schaltvorgänge in der Nähe dieser Leiter mit außerordentlich hohen Fremdspannungen gerechnet werden muß.

   Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zum kontaktlosen unterbrechungsfreien Umschalten von wechselstromgespeisten Verbrauchern aufzuzeigen, bei der auf jegliche Teile verzichtet wird und bei der für den Umschaltvorgang auch keine gesonderten Steuerleitungen von der Steuerstelle zu den Verbrauchern vorzusehen sind. Die Schaltung soll so aufgebaut sein, daß sie wartungslos betrieben werden kann und von der Steuerstelle selbst völlig unabhängig ist, d. h., von dort auch keine Steuersignale erhält. Sie soll darüber hinaus so ausgebildet sein, daß kurzzeitige oder länger anhaltende Fremdspannungen ohne Einfluß auf ihr Funktionsverhalten bleiben und auch extrem hohe Fremdspannungen mindestens vorübergehend aufgefangen werden können.

   Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die zweiten Verbraucher in Reihe mit der Primärwicklung eines Transformators den ersten Verbrauchern parallel geschaltet sind und daß den zweiten Verbrauchern je eine Sekundärwicklung des Transformators parallel geschaltet ist.

   Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt im einzelnen F i g. 1 einen Lichtsignalstromkreis mit einer Doppelfaden-Lampe, die bedarfsweise von Haupt- auf Nebenfaden umschaltbar ist, und F i g. 2 einen Lichtsignalstromkreis für zwei gleichzeitig anschaltbare Signallampen, die im Störungsfall ebenfalls von Haupt- auf Nebenfaden umschaltbar sind.