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Weichenschaltung für elektrische Stellwerke mit elektrischen Verschlüssen
Für die Steuerung und Überwachung elektrischer Antriebe von Weichen, Gleissperren
und ähnlichen Einrichtungen wurden bisher Schaltungen angewandt, bei denen man für
die Kenntlichmachung des Auffahrens entweder plombierte Abschmelzsicherungen oder
Relais benutzte. Abschmelzsicherungen haben den Nachteil, daß sie eine schlechte
Überwachung ergeben, weil sie sich für die Steuerung von weiteren, z. B. optischen
und akustischen Überwachungszeichen schlecht eignen und außerdem eine Anzeige von
weiteren Auffahrbewegungen nach der Zerstörung bis zum Wiedereinsetzen einer neuen
Schmelzsicherung nicht möglich machen. Hauptsächlich aus diesem Grunde werden deshalb
bei modernen Stellwerken Relais bevorzugt. Diese haben den Vorteil, daß sie auf
leichte Weise die Steuerung von Lampen und Abhängigkeitsstromkreisen gestatten.
F-in grundsätzlicher Mangel der bisher bekanntgewordenen Schaltungen mit Relais
als Auffahrmelder besteht aber darin, daß diese nur im Störungsfalle angeschaltet
werden. Bestehen irgendwelche mechanischen Hemmungen, die das Ankeranziehen behindern,
so kann die Weiche aufgefahren werden, ohne daß der Auffahrmelder anspricht. Für
den Sicherheitsnachweis einer Weichenschaltung ist jedoch das Ansprechen des Auffahrmelders
entscheidend, besonders dann, wenn eine Fremdspannung auf die Kabelader einwirkt,
an welche der Weichenüberwacher angeschlossen ist. In der Regel wird nämlich der
Weichenüberwacker durch einen Kontakt des Auffahrmelders beim Auffahren der Weiche
von der mit ihm verbundenen Kabelader getrennt. Unterbleibt diese Abschalturig,
infolge
des Versagens des Auffahrmelders, so sind unter gewissen Voraussetzungen Falschmeldungen
möglich.
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Gemäß der Erfindung läßt sich dieser Mangel dadurch beheben, daß ein
Auffahrmelder vorgesehen wird, dessen Arbeitsfähigkeit bei jeder Weichenumstellung
betriebsmäßig überprüft wird. Zu diesem Zwecke wird der Auffahrmelder durch ein
die Weichenumstellung einleitendes Relais, z. B. durch einen Spannungswechsler,
angeschaltet und die Umstellung der Weiche von seinem Ansprechen und das Wiederzustandekommen
der Überwachung nach der Umstellung von dem Wiederabfallen seines Ankers abhängig
gemacht. Es ist besonders zweckmäßig, hierbei ein Prüfrelais anzuwenden, das mit
dem Ansprechen des Auffahrmelders seinen Anker anzieht und dann mittelbar oder unmittelbar
den Auffahrmelder wieder abschaltet und gleichzeitig den Wechsel des für die Weichenumstellung
erforderlichen Stellrelais zustande bringt. Für die Überprüfung der Arbeitsfähigkeit
des Auffahrmelders ist gemäß der Erfindung weiterhin ein mit dem Auffahrmelder in
Reihe liegender Widerstand angeordnet, der größer bemessen ist als der Widerstand
in dem Stromzweige, in welchem der Auffahrüberwacher beim Auffahren der Weiche ansprechen
muß. Die Überprüfung der Arbeitsfähigkeit des Auffahrmelders erfolgt also mit einer
geringeren magnetischen Erregung als im Betriebe beim Auffahren. Damit ist die Ansprechfähigkeit
für den Störungsfall sichergestellt. Weitere Besonderheiten der Erfindung sind in
der nachfolgenden Beschreibung aufgeführt.
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In den Abbildungen ist ein Beispiel der erfindungsgemäßen Schaltung
dargestellt.
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Fig. i zeigt die Schaltung der Steuerrelais, Fig. 2 die Stell- und
Überwachungsstromkreise, Fig.3 die Schaltung der Plus-Minus-Überwacher, eines Prüfrelais
und eines Hilfsrelais des Gleisrelais der Weichenisolierung.
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Der Betrachtung ist eine Drehstromantriebsschaltung zugrunde gelegt.
Grundsätzlich kann natürlich der Erfindungsgedanke auch in Verbindung mit jeder
anderen Antriebsschaltung für Gleich- und Wechselstrommotoren angewandt werden.
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In den Abbildungen sind Relais durch Kreise dargestellt, in welchen
ein nach oben gerichteter Pfeil den angezogenen Anker, ein nach unten gerichteter
Pfeil den abgefallenen Anker kenntlich macht. Stützrelais sind noch zusätzlich durch
einen kleinen Querstrich kenntlich gemacht. Einfache Kontakte sind nur als Querstriche
in den Leitungen dargestellt. Schließer, d. h. offene, den Stromdurchgang hindernde
Kontakte, durchschneiden die Leitungen, Üffner, d. h. geschlossene, stromdurchlassende
Kontakte, sind nur einseitig an die Leitungen angelegt; Umschalter sind durch Kreisbogen
gekennzeichnet.
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Es kennzeichnen i bis 5 die Kabeladern, Zoo die Überwachungssicherung
der eigentlichen Weichenschaltung (Fig.2), ioz eine Steuerrelaisgruppensicherung,
io2 die Sicherung des Spannungswechslersteuerkreises, 103 die Sicherung des Stellrelaissteuerkreises,
ii die, Wirkwicklung eines Prüf-, Verschluß-und Spannungswechselrelais mit den Kontakten
iii bis ii9, i2 die Rückstellwicklung eines Prüf-, Verschluß- und Spannungswechselrelais
mit den Kontakten 121 bis 124, 21 die Pluswicklung eines Stellrelais mit den Kontakten
211 bis 217, 22 die Minuswicklung eines Stellrelais mit den Kontakten 221 bis 227.
Als Stellrelais sowie als Spannungswechselrelais sind Stützrelais gezeigt. An deren
Stelle lassen sich auch ohne weiteres bei entsprechender Umstellung der Schaltung
gewöhnliche Relais oder Kipprelais u. dgl. anwenden, 31 ist ein Tastenrelais mit
den Kontakten 311, 312, 313, das beim Drücken der Weichentaste in der Plusstellung
die Minuswicklung des Stellrelais abgeschaltet hält, 32 ein Tastenrelais mit den
Kontakten 321, 322, 323 das beim Drücken der Weichentaste in der Minusstellung die
Pluswicklung des Stellrelais abgeschaltet hält, 40 ist der Weichenüberwacher mit
den Kontakten 401 bis 403, 41 der Plusüberwacher mit dem Kontakt 411, 42 der Minusüberwacher
mit dem Kontakt 421, 5o der Auffahrmelder mit den Kontakten 5o1 bis 504, 51 ein
Widerstand, der zur Überprüfung der Ansprechfähigkeit des Auffahrmelders mit geringerer
AW-Zahl als beim Auffahren der Weiche dient, 7o ein Prüfrelais, welches die Umstellung
der Weiche von der Arbeitsfähigkeit des Auffahrmelders 5o abhängig macht und die
Kontakte 701 bis 703 steuert, 811, 821, 831 sind Fahrstraßenverschließerkontakte,
welche den Spannungswechslersteuerkreis und 812, 822, 832 Fahrstraßenverschließerkontakte,
welche den Stellrelaissteuerkreis für die Festlegung der Fahrstraße öffnen und damit
die Umstellung der Weiche ausschließen, 851, 861, 871 und 852, 862, 872 Fahrstraßenstellerkontakte,
welche der selbsttätigen Weichenstellung bei der Fahrwegbildung dienen, 911, 912,
913 Kontakte der Weichentaste, die für die Einzelumstellung der Weiche erforderlich
sind, 921 bis 924 Kontakte einer Sperrtaste, deren Betätigung die Weichenstellung
ausschließt und gleichzeitig die Abschaltung der Stellspannung zustande bringt,
wenn der Spannungswechsler nicht in der Grundstellung ist, 94o ein Kontakt der sog.
Auffahrstraße, welche nach dem Auffahren einer Weiche zu betätigen ist, damit der
Auffahrvorgang gezählt und die Weiche wieder stellfähig wird, 95o der Kontakt einer
Weichengruppentaste, die stets in Verbindung mit einer Weichentaste bei einer Einzelstellung
der Weiche gedrückt werden muß und nur den Zweck hat, bei versehentlichem Drücken
einer Weichentaste durch Auflehnen auf den Stelltisch eine unbeabsichtigte Weichenumstellung
auszuschließen. Außerdem bedeuten 991, 992 die Kontakte des Antriebes und 997, 998,
999 die Feldwicklungen eines in den Antrieb eingebauten Drehstromasynchronmotors.
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Der Zeichnung liegt die Grundstellung (Plusstellung) der Weiche im
unbesetzten Zustand zugrunde. Im PlusüberwachungsstromkreiseP-loo-312-322-5o-I I4-1-997-999-2-115-703-40-502-116-3-991-4-213-117
ist der Überwacher 4o erregt, der seinerseits in einem besonderen Ortsstromkreise
mit seinen Ankerkontakten 402, 403 den Plusüberwacher 41 über die Pluskontakte 215,
216 des Stellrelais 21 angeschaltet hält (Fig.3). Der Überwacher 40 ist mit dem
Auffahrmelder 5o in Reihe geschaltet. Infolge des hohen
Spannungsabfalles
in der Wicklung des Überwachers 40 wird hierbei der Auffahrmelder 5o nur ganz unbeachtlich
erregt und kann deshalb seinen Anker nicht anziehen. Die Plus-Minus-Überwachung
(Fig. 3) ist neben dem neutralen Überwacher in der Antriebsschaltung im Hinblick
auf die besonderen Verhältnisse des Stellwerkes mit elektrischen Verschlüssen erforderlich.
Bei mechanischen Stellwerken sind die Weichen mit ihren Stellhebeln zwangsläufig
verbunden. Deshalb genügen auch rein mechanische Verschlüsse. Bei Kraftstellwerken
mit mechanischen Verschlußregistern muß man dagegen zur Kontrolle der übereinstimmenden
Lage zwischen dem Steuerschalter im Stellwerk und der Weiche bereits ein Überwachungsrelais
anwenden, weil Veränderungen in der Weichenlage infolge des Fehlens einer zwangsläufigen
Verbindung sich nicht mechanisch auf das Verschlußregister übertragen lassen. Für
die Signalfreigabe ist also die Kennzeichnung der Weichenlage durch das mechanische
Verschlußregister und die Ordnungsanzeige durch das Überwachungsrelais erforderlich.
Hierfür ordnet man gewöhnlich die Kontakte der Überwachungsrelais in den sog. Kuppelstromkreisen
an. Bei Stellwerken mit rein elektrischen Verschlüssen geht man zweckmäßig auf besondere
Plus- oder Minusüberwacher für die Fahrstraßen-und Signalabhängigkeiten über. Diese
besonderen Überwacher haben je nach der Größe der Stellwerksanlage wechselnde Kontaktbesetzungen.
Es ist deshalb vorteilhaft, die für die Steuerung von Meldelampen, Weckern und sonstigen
Nebeneinrichtungen erforderlichen Kontakte durch einen neutralen Überwacher in den
Stell- und Überwachungsstromkreisen zu steuern und die Plus-Minus-Überwacher außerhalb
der für jede Weiche aus den zugehörigen Relais gebildeten Weichengruppe anzuordnen
und auf die abhängigen Einrichtungen für die Fahrstraßenfestlegung, den Verschluß
der Weichen und die Freigabe der Signale einwirken zu lassen.
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Eine Weichenumstellung wird stets durch Ansprechen des Prüf-, Verschluß-
und Spannungswechslerrelais, das im folgenden Teil der Beschreibung nur als Spannungswechsler
bezeichnet werden soll, eingeleitet. Hierzu sind bei Einzelstellung die Weichentastenkontakte
gii, 9i2 und der Weichengruppentastenkontakt 950 zu betätigen (Fig. i). Wird
die Weiche mit der Fahrstraße gestellt, dann spricht der Spannungswechsler in der
Plusstellung über die Fahrstraßenstellerkontakte 861, 862 oder 871 872 an, in der
Minusstellung über die Fahrstraßenstellerkontakte 851, 852. Voraussetzung ist hierbei
in jedem Falle, daß keine abhängige Fahrstraße eingestellt ist und sich die Fahrstraßenfestlegerkontakte
811, 812, 821, 822, 831, 832 in der Grundstellung befinden. Die Fahrstraßenfestlegerkontakte
sind in Parallelzweigen angeordnet, um bei Überbrückung eines Kontaktes infolge
irgendwelcher Störungen in einem der beiden Stromzweige noch einen wirksamen Verschluß
im andern zu haben, damit die Weiche nicht zur Unzeit umgestellt werden kann. Für
jede Weichenumstellung muß außer dem Spannungswechsler 11, 12 noch das Stehrelais
21, 22 ansprechen. Beim Ansprechen des Spannungswechslers durch Bedienen der Weichentaste
und der Weichengruppentaste ist die Spannungswechslerwicklung ii im Stromzweige
P-IOI-8II-82I-83I-I02-92I-6Ii-9iI-504-II-9I2-95o erregt. Mit dem Anziehen der Wirkwicklung
ii wechseln die Kontakte iiz bis ii9 und 121 bis 124. Hierdurch wird die Überwachungsspannung
mit den Kontakten 114 und 117, der Überwacher 40 mit den Kontakten 115, .116 abgeschaltet,
der seinerseits mit den Kontakten 402, 403 den Plusüberwacher abschaltet, der Auffahrmelder
50 im Stromzweige P-1oo-312-322-5o-5oI-5I-94o erregt, um durch Anziehen seines
Ankers den Kontakt 122 des Spannungswechslers umzuschalten und im Selbstschluß erregt
zu bleiben. Das Prüfrelais 70 ist durch den Spannungswechslerkontakt 123
vorbereitend angeschaltet worden und wird durch den Auff;hrmelderkontakt
503 an Spannung gelegt. Das Prüfrelais 70 zieht seinen Anker an und schaltet
den Kontakt 503
mit seinem Ankerkontakt 701 um. Hiermit sind aIle Voraussetzungen
zum Wechseln des Stehrelais gegeben.
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Wesentlich ist bei der Überprüfung des Auffahrmelders 5o, daß er seine
Arbeitsfähigkeit unter erschwerten Bedingungen zeigen muß. Er muß über den Widerstand
51 ansprechen, der größer als der Kabelader- und Motorwiderstand bemessen ist, so
daß sein Ansprechen beim Auffahren der Weiche sichergestellt ist.
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Im Stellrelaisstromkreis wird mit dem Kontakt
702
überprüft,
daß das Prüfrelais
70 seinen Anker angezogen hat, desgleichen mit dem Kontakt
121, daß der Spannungswechsler 11, 12 ordnungsmäßig gewechselt hat, mit den Kontakten
401, 4Z1, 421, daß der Überwacher 40, der Plusüberwacher 41 und der Minusüberwacher
42 ihre Anker haben abfallen lassen. Die Pluswicklung 21 des Stellrelais wird dabei
im
das Tastenrelais 31, das seinen Anker noch vor dem Stellrelais 21, 22 abschaltet,
solange die Weichentaste gedrückt bleibt. Die beiden Tastenrelais 31, 32 stellen
also in Verbindung mit den beiden Stellrelaiskontakten 217, 227 sicher, daß bei
jedem Drücken der Weichentasten nur immer eine der beiden Stellrelaiswicklungen
21, 22 ansprechen kann. Mit dem Wechsel des Stellrelais ist im Stell- und Überwachungsstromkreis
des Antriebes (Fig.2) die Stellspannung angeschaltet, und zwar über
Der Motor 997, 998, 999 läuft an und wechselt den Antriebskontakt ggi, der die Kabelader
4 für den Rücklauf vorbereitend anschaltet. Beim Erreichen der Endlage wechselt
der Kontakt 992, so daß die Spannungswechslerwicklung 12 erregt wird, und zwar primär
über
und sekundär über 1202-12-934-913-924-1202. Hierbei wird im Sekundärkreis mit dem
Kontakt 913 überprüft, daß die Weichentaste in der Grundstellung ist. Das ist betrieblich
besonders vorteilhaft,
weil hierbei für die Umstellung der Weiche
lediglich das Drücken der Tasten entscheidend ist und nicht wie bisher das Drücken
und Loslassen. Die Grundstellungsüberprüfung der Gruppentaste und ihres Kontaktes
950 wird in dem Steuerrelaisstromkreis (Fig. i) vorgenommen. Öffnet der Kontakt
95o nicht, so bleibt die Spannungswechslerwicklung ii über P-IOI-HII-82I-831-I02-92I-6II-118-504-II-II9-95o
erregt, so daß nach dem Auslauf des Antriebes trotz der Anschaltung der Wicklung
12 nicht der Wechsel der Kontakte iii bis iig und damit auch keine Endlageüberwachung
zustande kommen kann. Bei ordnungsmäßigen Zustand ergibt sich durch den Wechsel
der Spannungswechselkontakte iii bis iig und 121
bis 124 die Abschaltung
der Stellspannung bei 111, 112, 113 und die Anschaltung der Überwachungsspannung
bei 114 und 117, so daß der Überwacher 4o wieder erregt wird. Der Minusüberwacherstromkreis
führt über P-10o-312-322-50-114-1-997-999-2-115-703-40-5o2-116-3-992-5-223-II7.
Das Prüfrelais
70 ist beim Ansprechen der Spannungswechslerwicklung 12 wieder
abgeschaltet worden; sein Ankerabfall wird durch den Kontakt 703 im Überwachungsstromkreis
überprüft.
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Wird dagegen die Weiche aus dem in den Fig. i bis 3 gezeigten Zustand
aufgefahren, so ergibt sich folgendes: Zunächst wechselt der Antriebskontakt 99i
und schaltet die Kabelader 3 mit dem Überwacher 4o ab. Der Auffahrmelder 50 wird
im Stromkreis P-IOO-3I2-322-50-114-1-997-998-991-4-213-117 erregt, zieht seinen
Anker an und schaltet dabei mit seinem Kontakt 501
sich an dem Selbstschlußstromzweig
P-IOO-3I2-322-50-501-51-940 und mit dem Kontakt 502 den Überwacher 40 von
der Kabelader 3 ab. Außerdem öffnet der Kontakt 504 im Stromzweig der Spannungswechslerwicklung,
so daß die Weiche nicht mehr stellfähig ist. Wird aber die Auffahrtaste mit dem
Auffahrzähler betätigt, nachdem die Weiche mit einer Handkurbel in die Ausgangsstellung
gebracht ist, so öffnet der Kontakt 94o den Selbstschlußstromzweig des Auffahrmelders
5o wieder, so daß dessen Anker abfällt und die Kontakte 501 bis 504 wieder in die
Grundstellung zurückbringt. Hierdurch ist die Weiche wieder stellbar.