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Sicherheitsschaltungsanordnung für Signalanlagen zur mehrphasigen
Regelung des Straßenverkehrs Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Anlagen
zur mehrphasigen Regelung des Straßenverkehrs durch elektrisch betriebene Lichtsignale
die Freigabe eines Verkehrsflusses durch Fahrtsignale davon abhängig zu machen,
daß alle Signale für die gleichzeitig zu sperrenden Verkehrsflüsse »Halt« zeigen.
Liegt vor dem Anschalten der Fahrtsignale eine Störung der Haltsignale vor bzw.
tritt bei angeschaltetem Fahrtsignal eine Haltsignalstörung auf, z. B. durch Aderbruch,
Durchbrennen des Lampenfadens oder der Sicherung, so sollen die Fahrtsignale nicht
erst erscheinen bzw. sofort wieder abgeschaltet werden. Außerdem sollen sich auch
Störungen der zum Steuern und überwachen der Signale erforderlichen Einrichtungen,
z. B. das Verschweißen von Kontakten, nach der sicheren Seite hin auswirken. Zu
diesem Zweck muß auch das ordnungsgemäße Arbeiten der Überwachungsrelais überprüft
werden.
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Um das Brennen von Signallampen festzustellen, ist es üblich, die
Lampenströme durch Relais zu überwachen, die bei einer durch eine Störung verursachten
Unterbrechung des Stromkreises ein Störungs- oder Achtungssignal einschalten bzw.
die gesamte Anlage abschalten. Bisher werden in Verkehrssignalanlagen für mehrere
oder alle gleichzeitig brennenden Lampen, die entweder parallel oder in Reihe geschaltet
sind, gemeinsame Überwachungsrelais verwendet. Anlagen mit parallel geschalteten
Lampen haben den Nachteil, daß die Überwachungsrelais schwer zu erfüllenden Abfallbedingungen
genügen müssen, denn sie sollen einerseits durch die unvermeidbaren Spannungsschwankungen
des Speisenetzes nicht beeinflußt werden, andererseits aber auch schon das Durchbrennen
nur einer Lampe anzeigen. Bei den Anlagen mit in Reihe liegenden Signallampen werden
die den verschiedenen Phasen zugeordneten Lampenreihen durch dasselbe Relais überwacht.
Dieses Relais bleibt bei ordnungsgemäßem Zustand der Anlage auch während des Phasenwechsels
dauernd erregt, da zunächst die Lampenreihe für die jeweils folgende Phase angeschaltet
wird und dann erst die bisher überwachte Lampenreihe abgeschaltet wird. Derartige
Anlagen haben den Nachteil, daß das ordnungsgemäße Arbeiten des Überwachungsrelais
nicht fortlaufend überprüft wird. Eine Ankerstörung oder das Verschweißen eines
im Lampenstromkreis liegenden Selbsthaltekontaktes des Relais kann daher die Anzeige
einer Lampenstörung verhindern.
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Bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltungsanordnung für Signalanlagen
zur mehrphasigen Rege- ; lung des Straßenverkehrs durch überwachungsrelais im Stromkreis
der Signallampen, zur Störungsmeldung oder Abschaltung der Signalanlage, werden
die genannten Nachteile dadurch vermieden, daß unter Verwendung je eines im Stromkreis
jeder Lampe einer ersten Gruppe von Signallampen liegenden Überwachungsrelais diese
Relais mit jeweils mechanisch zwangsläufig gekuppelten Arbeits- und Ruhekontakten
ausgestattet sind, daß von der Betätigung der Arbeitskontakte der Überwachungsrelais
dieser in einer bestimmten Verkehrsphase eingeschalteten ersten Gruppe von Signallampen
die Einschaltung der für die in derselben Verkehrsphase einzuschaltenden Lampen
einer zweiten, räumlich einem anderen Verkehrsfluß zugeordneten Gruppe von Signallampen,
dagegen von der Betätigung der Ruhekontakte die Einschaltung der örtlich den Phasenwechsel
steuernden Einrichtung unmittelbar abhängig gemacht ist und daß dabei die Arbeitskontakte
bzw. die Ruhekontakte der während einer bestimmten Verkehrsphase gleichzeitig einzuschaltenden
überwächungsrelais in den von ihnen abhängigen Stromkreisen in Reihe liegen.
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Da hierbei die überwachungsrelais nur zur qualitativen Erfassung des
Stromes im zugehörigen Lampenkreis erforderlich sind, d. h. zur Anzeige, ob der
normale Mindeststrom oder kein Strom fließt, können Relais mit den üblichen Abfallbedingungen
verwendet werden. Schwankungen der Netzspannung, durch Glühlampentoleranzen bedingte
Stromänderungen usw. haben daher keinen Einfluß auf die Betriebssicherheit der Relais.
Durch die Verwendung von Relais mit mechanisch zwangsläufig gekuppelten Arbeits-
und Ruhekontakten wird der Vorteil erzielt,
daß z. B. beim Verschweißen
eines im Stromkreis eines Fahrtsignals liegenden Arbeitskontaktes die zugehörigen
Ruhekontakte beim Abschalten des Fahrtsignals nicht schließen können. Da mindestens
ein Ruhekontakt im Stromkreis der den Phasenwechsel steuernden Einrichtung überwacht
wird, kann die Kontaktstörung vor erneuter Einschaltung des Relais bzw. der zugehörigen
Signallampe erkannt und unwirksam gemacht werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das weitere zweckmäßige Ergänzungen
erkennen läßt, ist in der Zeichnung dargestellt. Das Beispiel betrifft eine Anlage
zur Regelung vorn zwei sich kreuzenden Verkehrsflüssen in zwei durch Übergangsphasen
getrennten Hauptphasen.
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Fig. 1 zeigt die Signaltabelle; Fig. 2 zeigt die Sicherheitsschaltung
sowie eine zusätzliche Meldeeinrichtung zur Anzeige von Störungen der Haltlampenstromkreise
und der zugehörigen Überwachungsrelais.
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Es ist angenommen, daß für jeden Verkehrsfluß A bzw. B je zwei
rote Haltlampen A 1, A 2 bzw. B 1, B 2,
je zwei gelbe Achtungslampen
A 3, A 4 bzw. B 3, B 4
und je zwei grüne Fahrtlampen A 5, A 6
bzw. B 5, B 6
vorhanden sind. In der Signaltabelle nach Fig. 1 ist durch ein
liegendes Kreuz kenntlich gemacht, wann diese Lampen in den Hauptphasen 1, 1I und
den Übergangsphasen 1-1I, 1I-1 eingeschaltet sind.
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Im oberen Teil der Fig. 2 sind lediglich die Stromkreise für die Halt-
und Fahrtlampen dargestellt, da nur diese für die erfindungsgemäße Überwachung der
Haltlampen und die Verriegelung der Fahrtlampen bei Störung eines Haltlampenstromkreises
wesentlich sind. Aus dem unteren Teil der Fig.2 ist die Abhängigkeit einer an sich
bekannten Zeitschalteinrichtung Z von Ruhekontakten der Haltlampenüberwachungsrelais
ersichtlich.
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Die Zeitschalteinrichtung Z umfaßt einen Schalter S, z. B. einen Drehwähler
oder eine Zählkette, der beim zyklischen Ablauf der Phasen die Stellungen 1 bis
4 durchläuft und dabei den der jeweils ablaufenden Phase zugeordneten Zeitkreis
mit dem Widerstand W I, W I-II, W II oder W 11-I und dem Kondensator
C schließt. Zündet die Glimmlampe G, so bewirkt das kurzzeitige Ansprechen des Relais
R das Weiterschalten des Schalters S in die nächste Stellung. Außerdem werden durch
nicht dargestellte Relais An- und Abschaltkontakte für die Signallampen, z. B. die
Kontakte rA, rB, gA, gB, betätigt.
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In der Zeichnung sind sämtliche Relaiskontakte ; jeweils in der Stellung
dargestellt, welche sie bei Stromlosigkeit des zugehörigen Relais annehmen.
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Ist die Signalanlage in Betrieb, so befindet sich der Schalter S während
der Phase I in der Stellung 1. Die Kontakte rA, gB sind geschlossen. Der durch die
; roten Haltlampen A 1, A 2 für den Verkehrsfluß A
fließende Wechselstrom
bringt die Relais A 10,A 20
über die dargestellten Vollweggleichrichter
zum Ansprechen. Der Stromkreis der grünen Fahrtlampen B 5, B 6 ist jedoch
außer vom Anschaltkontakt gB f noch von den in Reihe liegenden Arbeitskontakten
all, a 21 der Relais A 10, A 20 abhängig. Die Fahrtlampen für
den Verkehrsfluß B können also nur aufleuchten, wenn diese Arbeitskontakte durch
Ansprechen der zugehörigen Relais geschlossen werden. E Dies ist nur der Fall, wenn
keine Haltlampe A 1, A 2 durchgebrannt ist bzw.. keine konstige Stromkreisunterbrechung
vorliegt und wenn die Gleichrichter der den Relais angeordneten Vollweggleichrichteranordnung
nicht ausgefallen sind.
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In entsprechender Weise ist während der Phase 1I, d. h. bei Stellung
3 des Schalters S sowie bei geschlossenen Kontakten rB und gA, der Stromkreis der
Fahrtlampen A 5, A 6 für den Verkehrsfluß A von den Arbeitskontakten b 11,
b 21 der überwachungsrelas B 10, B 20 der Haltelampen B 1,
B 2
für den Verkehrsfluß B abhängig gemacht.
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Um auch das ordnungsgemäße Arbeiten der überwachungsrelais beim Abschalten
der Haltsignale überwachen zu können, ist beim dargestellten Beispiel die Zeitschalteinrichtung
Z von den jeweils in Reihe liegenden Kontakten a 12, a 22 bzw.
b 12, b 22 abhängig gemacht. Diese Ruhekontakte sind mit den Arbeitskontakten
a 11, a21 bzw. b 11, b 21 des entsprechenden Relais in an sich bekannter Weise mechanisch
zwangsläufig gekuppelt, was z. B. bei den Kontakten a 11 und a 12 durch die Verbindungslinie
zwischen diesen Kontakten angedeutet ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß auch
beim Verschweißen der Kontakte kein unzulässiges Fahrtsignal erscheint. Beispielsweise
wird nach dem Verschweißen des Ruhekontaktes a 12 verhindert, daß bei Erregung des
Relais A 10 der Arbeitskontakt a11 schließen kann. Die Fahrtlampen B 5, B 6
können daher nicht aufleuchten. Ebenso verhindert das z. B. bei Beginn der Phase
I erfolgte Verschweißen des geschlossenen Arbeitskontaktes all, daß der Ruhekontakt
a 12 beim Abschalten der Haltlampen A 1, A 2 am Ende der Übergangsphase 1-1I
wieder geschlossen wird. Da der Kontakt a 12 den Zeitkreis W 11-3-S-C unterbrochen
hält, der die Anschaltdauer der Fahrtlampen A 5, A 6
für denselben Verkehrsfluß
A bestimmt, desen Haltlampenüberwachung gestört ist, bleibt der Schalter S in der
Stellung 3 stehen und verhindert das erneute Anschalten der Lampe A 1 und des gestörten
Überwachungsrelais A 10.
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Soll auch das Arbeiten der Relais überwacht werden, welche die dargestellten
Arbeitskontakte rA, gA, rB, gB steuern, so könnte zu diesem Zweck je ein Ruhekontakt
rB 1 bzw. gA 1 in Reihe mit dem Kontakt b 12 und je ein Ruhekontakt
rA 1 bzw. gB 1 in
Reihe mit dem Kontakt a 12 geschaltet werden.
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Es ist auch möglich, auf die Kontakte gA, gB und die zugehörigen Relais
vollkommen zu verzichten und die Fahrtlampenstromkreise lediglich von den dargestellten
Arbeitskontakten der überwachungsrelais für die jeweils zu überprüfenden Haltlampen
abhängig zu machen. .
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Die dargestellte Sicherheitsschaltung kann sinngemäß auch für Anlagen
mit mehr als zweiphasiger Regelung durch eine örtliche Zeitschalteinrichtung abgewandelt
werden.
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Bei Anlagen, die von einer Zentrale aus durch kurzzeitige Impulse
eines zentralen Zeitschalters gesteuert werden und diese Impulse mit einem Schritt-Schalter,
z. B. einem Drehwähler oder einer Relaiskette, verarbeiten, kann die Überwachung
der Halt-Lampen und die Abhängigkeit der Fahrtlampen von den Arbeitskontakten der
Haltlampenüberwachungsrelais unverändert beibehalten werden. Die Reihenschaltungen
der Ruhekontakte der Überwachungsrelais können dann bei zweiphasigen Anlagen parallel
geschaltet werden und entweder im Stromkreis des Empfangsrelais für die Fernsteuerimpulse
oder der Betätigungsspule des dem Schalter S entsprechenden Phasenschalters liegen.
Es
ist aber auch möglich, bei durch Impulse ferngesteuerten Anlagen eine dem unteren
Teil der Fig. 2 entsprechende Schaltung zu verwenden, um die Ruhekontakte
a 12, a 22, b 12, b 22 zu überwachen. Die Fernsteuerleitung ist dann mit
den Klemmen -f- und -zu verbinden. Die Widerstände W Ibis IV II-I können wegfallen
bzw. bei wahlweise örtlich- oder ferngesteuerten Anlagen kurzgeschlossen werden.
Bei ausschließlich ferngesteuerten Anlagen sind auch die Glimmlampe G und der Kondensator
C überflüssig. Das Relais R ist in diesem Fall das ferngesteuerte Impulsempfangsrelais.
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Um im Steuergerät eine sofortige Meldung beim Nichtansprechen eines
Überwachungsrelais zu erhalten und beim Auftreten einer solchen Störung gegebenenfalls
die gesamte Anlage abschalten zu können, ist noch zusätzlich eine in der Fig. 2
dargestellte Meldeeinrichtung vorgesehen. Diese enthält je eine Meldelampe
LA 1, LA 2, LB 1, LB 2 für jede der Haftlampen A 1, A 2,
B 1, B 2 sowie ein allen Haftlampen gemeinsam zugeordnetes Relais M. In Reihe
mit jeder Meldelampe liegt ein Ruhekontakt a13, a23, b 13, b 23 des
Überwachungsrelais der zugeordneten Haftlampe und ein gleichstromseitig durch einen
Widerstand WA 1, WA 2, WB 1, WB 2 belasteter Vollweggleichrichter
GA 1, GA 2, GB 1, GB 2. Die Widerstände sind über Entkopplungsglieder, z.
B. Richtleiter RA 1, RA 2, RB 1, RB 2, parallel an die Vielfachleitungen
V l, V 2 angeschlossen, die zu dem ansprechverzögerten Relais M führen. Spricht
während der Phase I z. B. das Relais A 10 nicht an, so bleibt der Ruhekontakt a
13 geschlossen. Da die Meldelampe LA 1 und die zugeordnete Haftlampe
A 1
über den Kontakt rA gleichzeitig an Spannung gelegt werden, leuchtet die
Lampe LA 1 auf und zeigt im Steuergerät die Störung an. Der Lampenstrom erzeugt
am Widerstand WA 1 einen derartigen Spannungsabfall, daß das Relais M ansprechen
kann. Hierdurch wird eine bleibende Störungsmeldung ausgelöst und/oder gegebenenfalls
die Anlage abgeschaltete. Beim öffnen des Kontaktes rA durch Phasenablauf oder Abschaltung
der Anlage erlischt zwar die Lampe LA 1; das Relais M bleibt jedoch, z. B.
infolge Selbsthaltung, erregt und hält die Störungsmeldung aufrecht.
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Ist es erwünscht, eine bleibende individuelle Meldung des jeweils
gestörten Überwachungsrelais zu erhalten, so werden die Widerstände WA 1
bis WB 2
durch selbsthaltende Relais ersetzt. Die Richtleiter RA l
bis RB 2 und das Relais M sind dann nicht mehr erforderlich.
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Steht für die Meldelampen eine Gleichstromquelle zur Verfügung, so
kann auch auf die Vollweggleichrichter GA 1 bis GB 2 verzichtet werden.
Die Entkopplungsrichtleiter RA 1 bis RB 2 sind in diesem Falle zwischen der zugehörigen
Meldelampe und dem vorgeschalteten Ruhekontakt angeschlossen.
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Da die beschriebene Meldeeinrichtung nur als Zusatzorgan gedacht ist
und keine Sicherheitsaufgaben zu erfüllen hat, ist eine fortlaufende Überprüfung
ihres ordnungsgemäßen Arbeitens nicht erforderlich.