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Lichtsignalanlage zur Regelung des Straßenverkehrs Die Erfindung bezieht
sich auf eine Lichtsignalanlage zur Regelung des Straßenverkehrs an Gefahrenstellen
durch die Durchfahrt bei Aufleuchten sperrende und bei Erlöschen freigebende Lampen,
bei der zwecks Vermeidung gefährlicher Verkehrssituationen durch Ausschalten einer
Lampe zwangläufig bestimmte andere Lampen einzuschalten und Prüfschalter zur überwachung
des Betriebszustandes der Lampen vorgesehen sind.
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Verkehrssignalanlagen zur Regelung einander gefährdender Verkehrsflüsse
sollen nur verkehrsmäßig zulässige Lichtsignale einzuschalten gestatten. Dazu werden
schon die die Verkehrsflüsse freigebenden Fahrtlampen auf »Feindliches Grün« überwacht,
indem die Steuerkreise von Prüfschaltern in die Stromkreise sämtlicher Fahrtlampen
eingeschleift werden und bei gleichzeitigem Aufleuchten der Fahrtlampen einander
feindlicher Verkehrsflüsse mit den Schaltstrecken der Prüfschalter eine Störungsmeldung
veranlaßt und/oder gleichzeitig die gesamte Lichtsignalanlage abgeschaltet wird.
Zwar kann die Schaltstrecke der Prüfschalter durch Ruhestrom überwacht werden, doch
folgt daraus noch keineswegs zwangläufig, daß die Schaltstrecken der Prüfschalter
auch den Steuerkreisen gehorchen. Schließlich können durch Ausfall der Haltlampen
für eine bevorrechtigte Straße trotzdem noch verkehrsgefährdende Zustände eintreten,
wenn die Fahrtlampen gleichzeitig eine nicht bevorrechtigte Straße freigeben, weil
so für den Verkehrsteilnehmer auf der bevorrechtigten Straße der Eindruck entsteht,
als ob die Signalanlage abgeschaltet sei und er deshalb Vorfahrt habe, während die
eingeschaltete Fahrtlampe dem sonst nicht bevorrechtigten Verkehrsteilnehmer »Frei
Fahrt« gibt. Deshalb sollen auch die Fahrtlampen für den freizugebenden Verkehrsfluß
nur aufleuchten, wenn tatsächlich alle dann erforderlichen Haltlampen der zu sperrenden
Verkehrsflüsse brennen. Derartige unzulässige Signalbilder können durch Kontaktstörungen
an den Steuerrelais, durch Leitungsberührung untereinander und durch Durchbrennen
von Haltlampen und anderem entstehen. Um diese Störungen zu erfassen, werden die
Ströme oder Spannungen der Haltlampen durch die Steuerkreise von Prüfschaltern überwacht,
die mit ihren Schaltstrecken das unzulässige Einschalten der Fahrtlampen verhindern
bzw. ein Alarmsignal einschalten und/oder die gesamte Lichtsignalanlage stillsetzen.
Da aber Prüfrelais nicht allen Sicherheitsanforderungen genügen, denn auch an ihnen
bzw. ihren Kontakten können Störungen auftreten, wurde bereits die Verwendung von
Magnetschaltern in Gestalt von Differentialübertragern oder vormagnetisierbaren
Drosselspulen vorgeschlagen, die mit einer Wicklung im Stromkreis der zu überwachenden
Haltlampe und mit der anderen Wicklung im Stromkreis der davon abhängigen Fahrtlampe
liegend, diese nur bei brennender Haltlampe einzuschalten gestatten. Wenn dieses
Verfahren auch an und für sich sicher arbeitet, so bedeutet es doch einen großen
schaltungstechnischen Aufwand, da für jede Haltlampe ein solcher Magnetschalter
im Stromkreis einer jeden damit im Schaltzusammenhang stehenden Fahrtlampe vorzusehen
ist, und außerdem alle Magnetschalter so zu bemessen sind, daß sie die Lampenströme
zu schalten vermögen. Schließlich werden Störungen des ordnungsgemäßen Signalbildablaufs
durch damit ausgerüstete Verkehrssignalanlagen nicht angezeigt, so daß dafür noch
zusätzliche Mittel erforderlich sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsschaltungsanordnung
gegen die Freigabe einander gefährdender Verkehrsflüsse infolge Ausfall oder falscher
Steuerung von Haltlampen für eine Lichtsignalanlage zur Regelung des Straßenverkehrs
an Gefahrenstellen durch mehrere Signalbilder, mit in die Stromkreise aller Haltlampen
eingeschleifter Prüfschalter zur Störungsmeldung und/oder Abschaltung der gestörten
Lichtsignalanlage zu schaffen, die bei geringem technischem Aufwand durch Ruhestrom
überwachbare und nicht zum Schalten der Lampenströme ausgelegte Prüfschalter mit
Sicherheit verkehrsgefährdende Zustände ausschließt, weil von mehreren sich einander
gegenseitig ausschließenden und durch Haltlampen zu sperrenden Verkehrsflüssen jeweils
einer davon durch Ausschalten der zugehörigen Haltlampe nur dann freigegeben werden
kann, wenn auch tatsächlich alle einzuschaltenden Haltlampen für die dann zu sperrenden
Verkehrsflüsse aufleuchten.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,
daß bei Ausschalten einer Lampe die Prüfschalter der zwangläufig einzuschaltenden
Lampen einen »Vielfach/Und«-Schalter und dieser mit dem Prüfschalter der auszuschaltenden
Lampe einen »Oder«-Schalter bilden, an dessen Ausgang ein Überwachungs-Ruhestrom
so lange ansteht, als entweder die an und für sich auszuschaltende Lampe oder alle
mit ihr durch den »Vielfach/Und«- und »Oder«-Schalter vdrknüpften Lampen brennen.
Nur wenn alle einen freizugebenden Verkehrsfluß gefährdenden Verkehrsflüsse durch
Aufleuchten der diese sperrenden Lampen unschädlich gemacht sind, steht also am
Ausgang des Vielfach-Koinzidenz-Schalters ständig ein Signal an, so daß der nachgeschaltete
Alarmgeber dauernd Ruhestrom erhält und damit keine Alarmgabe erfolgt. Der gleiche
Fall tritt dann ein, wenn der an sich freizugebende Verkehrsftuß durch Aufleuchten
seiner zugehörigen Lampe gesperrt bleibt, weil dann auch kein verkehrsgefährdender
Zustand entsteht. Fällt dagegen irgendeine dieser @Lämpen oder einer der Prüfschalter
bzw. auch der Vielfach-Koinzidenz-Schalter infolge einer Störung oder einer Leitungsunterbrechung
aus, so gibt die gestörte Sicherheits-Schaltungsanordnung Alarm und schaltet zusätzlich
sofort die Lichtsignalanlage aus. Irr Gegensatz zu bisher, wo die Freigabe einander
feindlicher Verkehrsflüsse durch überwachen der Freifahrtlampen allein oder.
durch teilweise überwachung der Haltlampen und teilweise überwachung der Freifahrt=
Lampen vermieden wurde, werden bei der Erfindung die Freifahrtlampen bei der überwachung
der ordnungsgemäßen Signalgabe auf den. ihnen zustehenden Platz verwiesen. Sie unterstützen
nämlich nur subsidiär die Befehlsgabe der Haltlampen und die tatsächliche Lenkung
des Straßenverkehrs erfolgt eben durch Aufleuchten bzw. Erlöschen der Haltlampen,
Im Zweifel, wenn also beispielsweise gleichzeitig eine Halt- und eine Freifahrtlampe
für eine Richtung aufleuchten würde, müßte der Verkehrsteilnehmer der Haltlampe
gehorchen. Deshalb werden sie eben einzig und allein auf ordnungsgemäßes Funktionieren
überwacht; eine Erkenntnis, die einen grundlegenden Weg zeigt, mit Sicherheit verkehrsgefährdende
Situationen trotz geringem schaltungstechnischem Aufwand zu vermeiden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann eine der Anzahl der zur
Regelung einer Gefahrenstelle vorgesehenen, keine einander gefährdenden Verkehrsflüsse
aufweisenden Verkehrsbilder entsprechende Anzahl »Vielfach/Und«- und »Oder«-Schalter
vorgesehen sein, und vorzugsweise können diese über einen ihnen allen gemeinsamen
»Vielfach/Und«-Schalter miteinander verknüpft,. eine Alarmeinrichtung und/oder einen
die Signalanlage stillsetzenden Schalter steuern, wobei die ganze Sicherheits-Schaltungsanordnung
bei ordnungsgemäßem Aufleuchten der Haltlampen ruhestxomdurchflossen ist. Weiterhin
ist es vorteilhaft, daß jeder »Vielfach/Und«- und »Oder«- bzw. »Vielfach/Und«-Schalter
aus mehreren hintereinander geschalteten Magnetkernen mit etwa rechteckförmiger
Hysteresisschleife aufweisenden und als Magnetschalter wirkenden übertxagern besteht,
wobei Steuerwicklungen auf den einzelnen Magnetkernen diese für die in die Eingangswicklung
des Vielfach-Schalters eingegebenen Irrpulse sperren oder durchlässig machen, und
daß diese Steuerwicklungen über Gleichrichter in die Stromkreise der Haltlampen
oder in die -Ausgangswicklung der den einzelnen Verkehrsbildern zugeordneten Vielfach-Schalter
eingeschaltet sind. Durch die Verwendung von übertragern als magnetische Schalter
werden Kontaktschwierigkeiten vermieden und eine außerordentlich sichere Ruheströmüberwachung.
erreicht, da auch Defekte der Magnetkerne oder anderer magnetischer Kopplungsglieder
den Ruhestrom unterbrechen und so Alarm geben bzw. die Anlage stillsetzen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigt F i g. 1 eine einfache Kreuzung mit
verschiedenen - zulässigen und nicht zulässigen - Verkehrsflüssen, F i g. 2 zeigt
acht Haltlampen R 1 bis. R 8, die jenung für ein Signalbild einer Lichtsignalanlage.
Auf der in F i g. 1 dargestellten Kreuzung sind die durch Haltlampen und subsidiär
durch Fahrtlampen regelbaren - Verkehrsflüsse 1 bis 8 für einen ausgewählten Betriebszustand
der Kreuzung dargestellt: Der freizugebende Verkehrsfluß ist durch Pfeil 1 gekennzeichnet;
während die dazu verbotenen Ver= kehrsflüsse durch durchgestrichene Pfeile 3, 4,
7 und 8 symbolisiert sind. Schließlich sind noch die .für. den ausgewählten Betriebszustand
nicht interessierenden Verkehrsflüsse durch gestrichelte Pfeile und in Klammern
beigefügte arabische Ziffern (2), (5) und (6) dargestellt. Der Verkehrsfluß 1 darf
also durch Ausschalten seiner zugehörigen und in F i g. 2 dargestellten Haltlampe
R 1 nur dann freigegeben werden, wenn die -die ihn gefährdenden Verkehrsflüsse 3,
4, 7 und 8 sperrenden Haltlampen R 3, R 4, R 7 und R 8 (F i g. 2) auch wirklich
brennen.
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F ig. 2 zeigt acht Haltlampen R 1 bis R 8, die jeweils bei Aufleuchten
ihre zugehörigen Verkehrsflüsse 1 bis 8 sperren. Durch den Betriebsschalter
Sch
und Andrücken des Arbeitskontaktes a 1 von Hand wird zunächst die ganze
Anlage an Spannung gelegt und dann können die vorgenannten Haltlampen R 1 bis R
8 über die Steuerschalter s 1 bis s B von einem nicht dargestellten Programmgeber
dem gewünschten Signalbild entsprechend eingeschaltet werden. Von den Stromkreisen
der einzelnen Haltlampen R 1. bis R 8 sind nun die der Haltlampen R 1 bzw. R 3,
R 4, R 7, R 8 so über den »Vielfach/Und«- und »Oder«-Schalter V geführt, daß dieser
nur bei Aufleuchten der Haltlampe R 1 oder gemeinsamem Aufleuchten der Haltlampen
R 3, R 4, R 7, R 8 durchgesteuerl wird. Dieser »Vielfach/Und«- und »Oder«-Schalter
V besteht aus einem übertrager, dessen Magnetkern mit etwa rechteckförmiger Hysteresis-Schleife
eine geradzahlige Anzahl, nämlich acht Innenschenkel Si 1 bis Si
8, zwei Außenschenkel Sa 1, Sa 2. und eine entsprechende Anzahl, nämlich
achtzehn, die Schenkel untereinander verbindender Joche J 1 bis
J 18 - alle Teile mit gleichem magnetischem Widerstand - aufweist. Alle Innenschenkel
Si bedeuten einen magnetischen Kurzschließweg für den die Eingangswicklung w 1 mit
der Ausgangswicklung w 3 verkoppelnden Magnetfluß des als »Vielfach/Und«-und »Oder«-Schalters
V wirkenden übertragers. Alle in die Ausgangswicklung w 1 durch den Generatoi G
1 eingespeisten Impulse gelangen also nur dann an die Ausgangswicklung w 3, wenn
alle die durch die Innenschenkel Si 1 bis Si 8 gebildeten Kurzschließwege
gesperrt sind. Dazu tragen, bezogen aui
den Eingangsaußenschenkel
Sa 1, alle ungeradzahligen Innenschenkel Si 1 bis Si 7 Steuerwicklungen
r 1,
die hintereinandergeschaltet an die Haltlampe R 1
angeschlossen
sind. Außerdem tragen diese Innenschenkel noch eine zweite Steuerwicklung, und zwar
der Innenschenkel Si 1 die an die Haltlampe R 3 angeschlossene Steuerwicklung
r 3, und der Innenschenkel Si 3 die an die Haltlampe R 4 angeschlossene Steuerwicklung
r 4, wie dies für die Steuerwicklungen r 1 und r 8 im einzelnen dargestellt
ist. Weiterhin sind, bezogen auf den Eingangsaußenschenkel Sa 1 in die ungeradzahligen
Fenster des »Vielfach/Und«-und »Oder«-Schalters V, Rückstellwicklungen w 2 eingeschleift.
Leuchten alle Haltlampen R 3, R 4, R 7,
R 8 auf und sperren
sie damit die in F i g. 1 rechts des Wortes »oder« angegebenen Verkehrsflüsse 3,
4, 7 und 8, so machen die Steuerwicklungen r 3, r 4, r 7 und r 8 alle Innenschenkel
Si 1 bis Si 8 des »Vielfach/Und«- und »Oder«-Schalters V magnetisch
undurchlässig; damit gelangen die vom Generator G 1 an die Eingangswicklung w
1 und die vom Generator G 2 an sämtliche Rückstellwicklungen w 2 des »Vielfach/Und«-
und »Oder«-Schalters V gegebenen Impulse an die Ausgangswicklung w 3. Genauso sperren
natürlich die auf allen ungeraden Schenkeln Si 1 bis Si 7 angeordneten
Steuerwicklungen r 1 sämtliche Innenschenkel Si 1 bis Si
8 magnetisch bei Aufleuchten der Haltlampe R 1, so daß auch dann an der Ausgangswicklung
w 3 ein Signal ansteht. Wenn also entweder die Haltlampe R 1 oder die Haltlampen
R 3, R 4, R 7 und R 8 gemeinsam brennen, entsteht kein verkehrsgefährdender Zustand
und damit steht ständig Ruhestrom an der Ausgangswicklung an, der das Alarmrelais
A angezogen hält. Dagegen wird bei Unterbrechung des Lampenstromkreises auch nur
einer erforderlichen Haltlampe oder einer Störung der Magnetschalter selbst sofort
die Sicherheits-Schaltungsanordnung wirksam, das Alarmrelais A fällt ab und gibt
durch den Wecker W über seinen Ruhekontakt a 2 Alarm und schaltet gleichzeitig mit
dem Arbeitskontakt a 1 die ganze Signalanlage ab.