[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Überwachung von Endlagenschaltern eines
4-Draht-Drehstrom-Antriebs einer Weiche und zur Generierung einer Meldung über die
aktuelle Ordnungslage der Weiche oder einer Auffahrmeldung.
[0002] Derartige Schaltungen sind allgemein bekannt. Zur Überwachung von Endlagenschaltern
eines 4-Draht-Drehstrom-Antriebs einer Weiche und zur Generierung einer Meldung über
die aktuelle Ordnungslage der Weiche oder einer Auffahrmeldung werden bis heute ausnahmslos
Schaltungen eingesetzt, die aufgrund einer erhöhten Störspannungsfestigkeit auf einer
Strom-basierten Überwachung aufbauen. Diese Schaltungen beruhen mithin auf einer Auswertung
von unterschiedlichen Stromflüssen in den Stromkreisen, um aus den Stellungen der
Endlagenschalter die Ordnungslagen "Links" bzw. "Rechts" oder die Stellung "Aufgefahren"
von Weichen zu bestimmen. Eine Auffahrmeldung wird mittels einer Überstrom-Meldung
generiert. Der Überstrom in einem Überwacherkreis wird im aufgefahrenen Zustand einer
Weiche durch einen Kurzschluss über den Weichenüberwacher erzeugt. Diese Schaltungen
zeichnen sich vor allem dadurch aus, als Stell- und Überwachungsentfernungen von bis
zu 6,5 km möglich sind. Die resultiert nicht zuletzt daraus, dass eine solche Überwachung
nicht potentialgesteuert und somit gegenüber Stör- und Fremdspannungen relativ robust
ist. In der Praxis sind derartige Schaltungen für ein dezentrales Stellwerk verhältnismäßig
nachteilig. So sind Einrichtungen bzw. Bauteile zur Stromüberwachung konstruktiv ausgesprochen
aufwendig und damit in deren Herstellung kostenintensiv. Weiterhin resultiert eine
klassische Auffahrmeldung aus einem auftretenden, überhöhten Überwachungsstrom (zum
Beispiel 300 mA anstelle 30 mA), der nur einen relativ schmalen Wertebereich, welcher
bei ca. 250 mA beginnt, toleriert.
[0003] Darüber hinaus beschreibt die
DE 30 43 661 A1 eine Einrichtung bei einem elektronischen Stellwerk zum Speisen und Fernüberwachen
von Weichenantrieben. Bei dieser Einrichtung erfolgt eine Einspeisung einer potentialfreien
Überwachungsspannung an zwei Anschlusspunkten der Weiche. Die Einrichtung umfasst
unter anderem drei Überwacher, die jeweils als Optokoppler ausgebildet sind. Ein Überwachungsstrom
wird an den ersten Überwacher und den zweiten oder alternativ an den dritten Überwacher
geleitet. Die Aktivierung der einzelnen Überwacher wird sodann an einen Stellrechner
angelegt, der hieraus erst die aktuelle Weichenlage nach einer ihm eingeprägten Logik
bestimmen kann. Darüber hinaus zeigt beispielsweise eine Aktivierung von erstem Überwacher
zusammen mit dem zweiten oder dritten Überwacher die Lagemeldung "Links" oder "Rechts"
an. Eine Aktivierung allein des ersten Überwachers, d.h. ohne Aktivierung des zweiten
oder dritten Überwachers, signalisiert eine aufgefahrene Weiche. Daher muss die Lagemeldung
in jedem Fall wegfallen, um die Weiche als "Aufgefahren" zu kennzeichnen. Eine solche
Schaltung gestaltet sich fehleranfällig.
[0004] Schließlich ist aus der
DE 36 38 681 A1 eine weitere Einrichtung zum Fernüberwachen von Drehstromweichenantrieben mit einem
integrierten Polwendeumschalter bekannt. Bei dieser Einrichtung erfolgt eine Einspeisung
einer potentialfreien Überwachungsspannung wiederum an zwei Anschlusspunkten der Weiche.
Unterschiedliche Polaritäten führen zu einer Aktivierung eines ersten Überwachers
zur Meldung der Linkslage oder eines zweiten Überwachers zur Meldung der Rechtslage
einer Weiche, wobei der Polwendeschalter hierauf entscheiden Einfluss nimmt. Eine
Auffahrmeldung der Weiche wird demgegenüber durch einen dritten Überwacher generiert,
wenn sich positives Potential an dem dritten Überwacher bei entsprechender Kontaktschaltung
eine der zwei Endlagenschalter für die Linkslage oder eines der zwei Endlagenschalter
für die Rechtslage ausbilden kann. Es ist also für die Auffahrmeldung in Abhängigkeit
des Polwenders entweder ein Endlagenschalter für die Linkslage oder ein Endlagenschalter
für die Rechtslage verantwortlich. Durch den Polwendeumwandler gestaltet sich zudem
die Überwachungschaltung an sich in ihrer Bauweise als verhältnismäßig aufwendig.
Abgesehen davon lässt sich aufgrund des in der Überwachungschaltung integrierten Polwendeumwandlers
eine genaue Fehlerzuordnung und somit -erkennung des Drehstromweichenantriebs nicht
ohne weiteres erreichen.
[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Überwachung von
Endlagenschaltern eines 4-Draht-Drehstrom-Antriebs einer Weiche und zur Generierung
einer Meldung über die aktuelle Ordnungslage der Weiche oder einer Auffahrmeldung
zur Verfügung zu stellen, mit welcher sich die vorgenannten Nachteile verhindern lassen,
welche mithin konstruktiv besonders einfach, effizient und zugleich ausgesprochen
zuverlässig, darüber hinaus kostengünstig und ausgesprochen störungssowie ausfallsicher
ist.
[0006] Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache Weise durch die Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
[0007] Demnach ist durch die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltung zur Überwachung
von Endlagenschaltern eines 4-Draht-Drehstrom-Antriebs einer Weiche und zur Generierung
einer Meldung über die aktuelle Ordnungslage der Weiche oder einer Auffahrmeldung,
die vier Endlagenschalter der Weiche, wovon zwei einer Weichenzunge der Weiche für
Linkslage und zwei der Rechtslage zugeordnet sind, und einen Weichenüberwacher zur
Meldung der Linkslage, einen Weichenüberwacher zur Meldung der Rechtslage und einen
Weichenüberwacher zur Meldung der Auffahrung umfasst, wobei die vier Endlagenschalter
der Weiche mit einer Überwachungsspannung versorgt sind und wobei die vier Endlagenschalter
der Weiche entsprechend der Stellung der vier Endlagenschalter der Weiche eine Erregerspannung
erzeugen und einem der drei Weichenüberwacher durch Spiegelung der Überwachungsspannung
zuführen, welcher die Meldung über die Ordnungslage der Weiche oder die Auffahrmeldung
generiert und an eine Datenverarbeitungsvorrichtung zu deren Auf- und/oder Weiterverarbeitung
weiterleitet, wobei der Weichenüberwacher zur Generierung der Auffahrmeldung zwei
gegeneinander gepolte und mit einer Überwachungsspannung mit einer negativen Polarität
versorgte Optokoppler umfasst und wobei die vier Endlagenschalter der Weiche entsprechend
deren Stellung die Überwachungsspannung mit einer positiven Polarität zwischen Anschlusspunkten
U und W der Weiche zurückspiegeln und eine Erregerspannung an den Weichenüberwacher
zu dessen Aktivierung und damit Generierung der Auffahrmeldung anlegen, eine konstruktiv
einfache und leicht realisierbare, zudem besonders effiziente und zuverlässige Schaltung
insgesamt erreicht. Von ganz besonderem Vorteil hat sich dabei in der Praxis der Weichenüberwacher
zur Generierung der Auffahrmeldung mit zwei gegeneinander gepolten und mit einer Überwachungsspannung
mit einer negativen Polarität versorgten Optokoppler einerseits und die Zurückspiegelung
der Überwachungsspannung mit einer ausschließlich positiven Polarität zwischen den
Anschlusspunkten andererseits erwiesen. Zum einen weist der Weichenüberwacher zur
Generierung der Auffahrmeldung im Betrieb eine ausgesprochen geringe Fehleranfälligkeit
und damit hohe Zuverlässigkeit auf. Zum anderen ist es auf diese Weise zusätzlich
möglich, jeden Fehler bzw. selbst jede geringfügige Unregelmäßigkeit in der Leitung
der erfindungsgemäßen Überwachungsschaltung einfach und schnell festzustellen, als
solche/n zu erkennen und folglich abzustellen, und zwar ohne gesonderte konstruktive
Maßnahmen. Damit einhergehend lässt sich der Kostenaufwand, insbesondere für deren
Herstellung, gegenüber Schaltungen, wie im Stand der Technik bekannt, erheblich reduzieren.
Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Schaltung eine Auffahrmeldung basierend
auf einer Spannungsüberwachung (+60 V bzw. +48 V anstatt 0 V), die einen weiten Wertebereich
toleriert und zudem mit einem geprägtem Strom von 30 mA betrieben werden kann. Diese
sämtlichen Vorteile überwiegen auch bei weitem, dass die erfindungsgemäße Schaltung
ohne Fremdspannungserkennung aus Gründen der Sicherheit lediglich für kurze Stell-
und Überwachungsentfernungen von bis zu ca. 200 m einsetzbar ist. Dies umso mehr,
als in jüngster Zeit vermehrt zu beobachten ist, dass ein Stellwerk nicht wie bisher
mit einer zentralen Steuerung, sondern mit einer dezentralen und vor Ort eingerichteten
Steuerung versehen wird. Dabei sind in aller Regel ohnehin nur Stell- und Überwachungsentfernungen
von weniger als 100 m, typischerweise sogar von nur ungefähr 10 m, zwischen Stellwerk
und Weiche zu überbrücken.
[0008] Weitere ganz besonders vorteilhafte Einzelheiten der erfindungsgemäßen Schaltung
zur Überwachung von Endlagenschaltern eines 4-Draht-Drehstrom-Antriebs einer Weiche
und zur Generierung einer Meldung über die aktuelle Ordnungslage der Weiche oder einer
Auffahrmeldung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 beschrieben.
[0009] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und Beispiele der Erfindung sowie anhand
der Zeichnung. Dabei zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Schaltung zur Überwachung von Endlagenschaltern eines 4-Draht-Drehstrom-Antriebs einer
Weiche und zur Generierung einer Meldung über die aktuelle Ordnungslage der Weiche
oder einer Auffahrmeldung, in der Ordnungslage bzw. im Normalfall einer ordentlichen
Weichenendlage "Rechts",
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung der Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten
Schaltung nach der Fig. 1, in der Ordnungslage bzw. im Normalfall einer ordentlichen
Weichenendlage "Links",
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung der Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Schaltung nach der Fig. 1, in der Stellung bzw. im Sonderfall der aufgefahrenen Weiche
"Aufgefahren" bzw. "Umlaufend",
- Fig. 4
- eine Funktionsschema der Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltung
nach den Fig. 1 bis 3,
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung des Zustandes der Endlagenschalter der Ausführungsform
der erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltung nach der Fig. 2 in der Ordnungslage "Links",
- Fig. 6
- eine schematische Darstellung des Zustandes der Endlagenschalter der Ausführungsform
der erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltung nach der Fig. 1, in der Ordnungslage "Rechts",
und
- Fig. 7
- eine schematische Darstellung des Zustandes der Endlagenschalter der Ausführungsform
der erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltung nach der Fig. 3, in der Stellung "Aufgefahren"
bzw. "Umlaufend".
[0010] Bei der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Schaltung 10 zur Überwachung von Endlagenschaltern eines 4-Draht-Drehstrom-Antriebs
einer Weiche und zur Generierung einer Meldung über die aktuelle Ordnungslage der
Weiche oder einer Auffahrmeldung sind einander entsprechende, gleiche Bauteile jeweils
mit identischen Bezugsziffern versehen.
[0011] In den Fig. 1 bis 3 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung 10
gezeigt. In einem 4-Draht-Drehstrom-Antrieb (nicht dargestellt) einer Weiche (ebenfalls
nicht gezeigt) sind vier Endlagenschalter S1.1, S1.2, S2.1, S2.2 installiert. Davon
sind zwei Endlagenschalter S1.1, S1.2 einer Weichenzunge der Weiche für Linkslage
und zwei Endlagenschalter S2.1, S2.2 einer Weichenzunge der Weiche für Rechtslage
zugeordnet. Die Fig. 1 bis 3 unterscheiden sich jeweils in der Stellung der Endlagenschalter
S1.1, S1.2, S2.1, S2.2 der Weiche, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
[0012] Die Endlagenschalter S1.1, S1.2, S2.1, S2.2 detektieren paarweise antivalent die
Lage der Weichenzunge einer Weiche. Demnach ist für eine Ordnungslage immer ein Schalter
geschlossen und ein Schalter geöffnet, während das andere Schalterpaar sich hierzu
umgekehrt verhält.
[0013] Die Endlagenschalter S1.1, S1.2, S2.1, S2.2 der Schaltung 10 sind bei einer Überwachung
in einem Stromzweig angeordnet, über welche deren Endlage geprüft werden kann. Die
Überwachung erfolgt bei der Schaltung 10 nach der Erfindung mittels einer Überwachungsspannung
U
ÜW in Form einer kurzschlussfesten Gleichspannung. Als Überwachungsspannung U
ÜW ist eine Gleichspannung von etwa zwischen +48 V und +60 V einschließlich vorgesehen
und ganz besonders von +48 V bzw. +60 V bevorzugt. Für die Überwachung wird darüber
hinaus in vorteilhafter Weise ein im Wesentlichen konstanter Strom von 30 mA verwendet.
[0014] Die Überwachungsspannung U
ÜW wird an den Anschlusspunkten V und Mp der Weiche eingespeist. Über die Endlagenschalter
Sl.1, S1.2, S2.1, S2.2 wird diese Spannung U
ÜW je nach Lage der Weiche auf die Anschlusspunkte U und W gespiegelt. Die Polarität
der gespiegelten Spannung wird bei der erfindungsgemäßen Schaltung 10 der Fig. 1 bis
3 mittels einer einfachen Spannungsdetektion über einen Weichenüberwacher WÜL bzw.
WÜL.1, WÜL.2 zur Meldung der Linkslage, einen Weichenüberwacher WÜR bzw. WÜR.1, WÜR.2
zur Meldung der Rechtslage und einen Weichenüberwacher WÜA bzw. WÜA.1, WÜA.2 zur Meldung
der Auffahrung erfasst.
[0015] Der Weichenüberwacher WÜL bzw. WÜL.1, WÜL.2 zur Meldung der Linkslage und der Weichenüberwacher
WÜR bzw. WÜR.1, WÜR.2 zur Meldung der Rechtslage sind jeweils als Optokoppler ausgebildet.
Der Weichenüberwacher zur Generierung der Auffahrmeldung WÜA bzw. WÜA.1, WÜA.2 umfasst
zwei gegeneinander gepolte und mit einer Überwachungsspannung U
ÜW mit einer negativen Polarität versorgte Optokoppler. Optokoppler stellen jeweils
eine vollständige Potentialtrennung zwischen Überwachungsschaltung und Auswertelogik
sicher.
[0016] Da die Schaltung 10 nach der Erfindung potentialgesteuert arbeitet, ist die Schaltung
10 zwar gegen Störspannungen relativ anfällig. Insoweit ist eine Verwendung der erfindungsgemäßen
Schaltung aufgrund sicherheitstechnischer Vorschriften auf Stell- und Überwachungsentfernungen
von bis zu ca. 200 m eingeschränkt. Den sich durch die erfindungsgemäße Schaltung
10 ergebenden Vorteil überwiegt allerdings allesamt diese Einschränkung, wie bereits
eingangs erläutert, da bei dezentral arbeitenden Stellwerken die Stellentfernung zum
Außenelement gering ausfällt. [LG1]
[0017] Ganz allgemein wird die Überwachungsspannung U
ÜW in einer Ordnungslage bzw. in einem Normalfall einer ordentlichen Weichenendlage
durch die Endlagenschalter S1.1, S1.2, S2.1, S2.2 derart gespiegelt, dass eine Potentialdifferenz
bzw. Erregerspannung an den Weichenüberwachern WÜL.1, WÜL.2, WÜR.1, WÜR.2, WÜA.1,
WÜA.2 anliegt. Damit generieren die Weichenüberwacher WÜL.1, WÜL.2, WÜR.1, WÜR.2,
WÜA.1, WÜA.2 eine 2-kanalige Weichenendlage zum Stellwerk.
[0018] Entsprechend der Fig. 1 befindet sich die Weiche in der Ordnungslage bzw. im Normalfall
einer ordentlichen Weichenendlage "Rechts" In der Ordnungslage "Rechts" sind die Endlagenschalter
S1.1, S2.2 geschlossen und sind die Endlagenschalter S1.2, S2.1 geöffnet. Der Anschlusspunkt
U der Weiche führt nun eine positive Spannung, da der Endlagenschalter S1.1 die eingespeiste
Überwachungsspannung U
ÜW von dem Anschlusspunkt V der Weiche wiedergibt. Das negative Spannungspotential von
dem Anschlusspunkt Mp der Weiche wird durch den Endlagenschalter S2.2 an den Anschlusspunkt
W der Weiche wiedergegeben. Über die Anschlusspunkte U und W der Weiche werden somit
die Weichenüberwacher WÜR.1 und WÜR.2 in Durchlassrichtung mit der Erregerspannung
betrieben, die somit die Rechtslage WÜR (WeichenÜberwacherRechts) der Weiche an das
Stellwerk signalisieren.
[0019] Entsprechend der Fig. 2, in der eine dazu inverse Spannungslage gezeigt ist, befindet
sich die Weiche in der Ordnungslage bzw. im Normalfall einer ordentlichen Weichenendlage
"Links". In der Ordnungslage "Links" sind die Endlagenschalter S1.1, S2.2 geöffnet
und sind die Endlagenschalter S1.2, S2.1 geschlossen. Der Anschlusspunkt U führt eine
negative Spannung, da der Endlagenschalter S1.2 die eingespeiste Überwachungsspannung
U
ÜW von dem Anschlusspunkt Mp wiedergibt. Das positive Spannungspotential von dem Anschlusspunkt
V wird durch den Endlagenschalter S2.1 an W wiedergegeben. Über die Anschlusspunkte
U und W werden dadurch die Weichenüberwacher WÜL.1 und WÜL.2 in Durchlassrichtung
mit der Erregerspannung betrieben, die somit die Linkslage WÜL (WeichenÜberwacherLinks)
der Weiche an das Stellwerk signalisieren.
[0020] Entsprechend der Fig. 3 befindet sich die Weiche in der Stellung bzw. im Sonderfall
einer aufgefahrenen Weiche "Aufgefahren" bzw. "Umlaufend", wobei die Weichenzunge
der Weiche eine von einer Endlage bzw. einer der beiden Ordnungslagen "Links" bzw.
Rechts" abweichende Stellung einnimmt. In der Stellung "Aufgefahren" liegt durch die
Endlagenschalter S1.1 und S2.1 nur noch positives Spannungspotential an den Anschlusspunkten
U und W. Demzufolge sind die Endlagenschalter S1.1, S2.1 geschlossen und sind die
Endlagenschalter S1.2, S2.2 geöffnet. Die Anschlusspunkte U und W führen jeweils eine
positive Spannung, da die Endlagenschalter S1.1, S2.2 die eingespeiste Spannung von
dem Anschlusspunkt V wiedergeben. Über die interne Verschaltung der Weichenüberwacher
WÜA.1 und WÜA.2 wird die Erregerspannung über die Weichenüberwacher WÜA.1 und WÜA.2
aufgebaut, die auf diese Weise leitend werden und eine 2-kanalige Auffahrmeldung bzw.
Meldung über die Auffahrlage bzw. Umlauflage WÜA (WeichenÜberwacherAufgefahren) der
Weiche zum Stellwerk generieren.
[0021] Eine solche Auffahrmeldung, wie durch die erfindungsgemäße Schaltung 10 in der Fig.
3 schematisch dargestellt, wird im regulären Betrieb nie oder allenfalls höchst selten
aktiviert. Da die Auffahrmeldung jedoch von hoher Sicherheitsrelevanz ist, wird zufällig
und/oder zyklisch in vorbestimmten Zeitintervallen ein entsprechender Test bzw. eine
entsprechende Überprüfung durchgeführt, um die Auffahrmeldung auszulösen. Zu diesem
Zweck wird durch einen weiteren Optokoppler WA-Test (WeichenAuffahrTest) die Leitung
am Anschlusspunkt Mp der Weiche simuliert unterbrochen. Dies führt dazu, dass an den
Anschlusspunkten U, V und W nur noch positives Potential anliegt und sich so eine
positive Erregerspannung an den Weichenüberwachern WÜA.1 und WÜA.2 ausbilden kann.
Daraufhin erlischt die Ordnungsmeldung; die Auffahrmeldung wird ausgelöst.
[0022] Bei der Schaltung 10, die anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert ist, sind die drei
Weichenüberwacher WÜL.1, WÜL.2 bzw. WÜR.1, WÜR.2 bzw. WÜA.1, WÜA.2 jeweils paarweise
ausgebildet.
[0023] Die Weichenüberwacher WÜL.1, WÜL.2 bzw. WÜR.1, WÜR.2 zur Meldung der Linkslage bzw.
zur Meldung der Rechtslage, welche jeweils einen Optokoppler umfassen, sind dabei
jeweils zueinander in Reihe geschaltet.
[0024] Die Weichenüberwacher WÜA.1, WÜA.2 zur Generierung einer Auffahrmeldung, welche jeweils
zwei gegeneinander gepolte und mit einer Überwachungsspannung U
ÜW mit einer negativen Polarität versorgte Optokoppler umfassen, sind jeweils zueinander
parallel angeordnet.
[0025] Eine solche Verdopplung resultiert aus sicherheitstechnischen Gründen, um eine 2-Kanaligkeit
der jeweiligen Weichenüberwacher WÜL.1, WÜL.2 bzw. WÜR.1, WÜR.2 bzw. WÜA.1, WÜA.2
vorzusehen. Somit ist sichergestellt, dass bereits ein Erstfehler offenbart wird,
wenn einer der Weichenüberwacher WÜL.1, WÜL.2 bzw. WÜR.1, WÜR.2 bzw. WÜA.1, WÜA.2
beispielsweise infolge Durchlegierung ausfällt.
[0026] Im Folgenden wird das Funktionsprinzip der Schaltung 10 anhand der Fig. 4 bis 7 eingehend
erläutert, wobei die Ausführungsform der Schaltung 10, die in den Fig. 4 bis 7 gezeigt
und beschrieben wird, lediglich nur jeweils einen Weichenüberwacher WÜL, WÜR, WÜA
aufweist.
[0027] Bei der Lageüberwachung wird eine Überwachungsspannung U
ÜW von zum Beispiel +48 V oder +60 V an den Anschlusspunkten V und Mp des Weichenantriebs
eingespeist. Für die Gleichspannung sind die Antriebsspulen quasi nicht vorhanden,
da der Ohmsche Widerstand der Wicklung bei ca. 11 bis 13 Ω liegt - dieser kann im
Vergleich zum Innenwiderstand der Optokoppler von ca. 2kΩ vernachlässigt werden. Entsprechend
der Stellung der Endlagenschalter wird an den Anschlusspunkten U und W ein +60V-Potential
unterschiedlicher Polarität detektiert.
[0028] In der oberen Hälfte der Fig. 4 ist ein Funktionsschema der erfindungsgemäßen Schaltung
10 zur Überwachung der vier Endlagenschalter des 4-Draht-Drehstrom-Antriebs der Weiche
dargestellt. Die Schaltung 10 umfasst Gleichrichterdioden GD, welche die Polarität
der widergespiegelten Erregerspannung selektieren und je nach Schalterkonstellation
die Erregerspannung einem der drei Weichenüberwacher WÜL, WÜR, WÜA zuführen. Die Weichenüberwacher
WÜL, WÜR, WÜA wiederum generieren sekundärseitig die entsprechende Meldung, sei es
über die aktuelle Ordnungslage "Links" bzw. "Rechts" der Weiche, sei es über eine
Auffahrstellung.
[0029] In der folgenden Fig. 5 bis 7 sind drei typische Zustände der vier Endlagenschalter
des 4-Draht-Drehstrom-Antriebs der Weiche und damit des 4-Draht-Drehstrom-Antriebs
der Weiche selbst dargestellt. Zudem ist für jeden der Zustände der Stromfluss für
die Überwachung durch Fettdruck hervorgehoben. Herrscht eine Ordnungslage vor, wie
aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, stehen die Endlagenschalter S1.1, S1.2, S2.1, S2.2
für eine Ordnungslage "Links" vollständig konträr zu der Ordnungslage "Rechts".
[0030] In der Fig. 5 ist eine Ordnungslage "Links" der Weiche veranschaulicht. Die Überwachungsspannung
U
ÜW, die an den Anschlusspunkten V und Mp eingespeist wird, wird mit einer negativen
Polarität an den Anschlusspunkten bzw. Klemmen U und W zurückgespiegelt und wird eine
Erregungsspannung erzeugt, welche eine Erregung des Weichenüberwachers WÜL (WeichenÜberwacherLinks)
bewirkt.
[0031] In der Fig. 6 ist eine Ordnungslage "Rechts" der Weiche veranschaulicht. Die Überwachungsspannung
U
ÜW, die an den Anschlusspunkten V und Mp eingespeist wird, wird mit einer positiven
Polarität an den Anschlusspunkten bzw. Klemmen U und W zurückgespiegelt und wird eine
Erregerspannung erzeugt, welche eine Erregung des Weichenüberwachers WÜR (WeichenÜberwacher-Rechts)
bewirkt.
[0032] In der Fig. 7 ist schließlich eine Stellung "Aufgefahren" bzw. "Umlaufend" der Weiche
veranschaulicht. Mit anderen Worten nimmt die Weiche in diesem Fall/diesen Fällen
keine Ordnungslage ein, die es aus sicherheitstechnischen Gründen unbedingt zeitnah
und zuverlässig zu erkennen gilt.
[0033] Erreicht eine Weiche ihre neue Endlage, d.h. eine der beiden Ordnungslagen "Links"
oder "Rechts", nicht, so hat nur ein Paar S1.1, S1.2 oder S2.1, S2.2 der Endlagenschalter
S1.1, S1.2, S2.1, S2.2 seine Stellung geändert. Der Fig. 6 ist entnehmbar, dass bei
dieser Konstellation an den zwei Anschlusspunkten U und W bzw. Klemmen ein positives
Überwachungspotential anliegt. In diesem Fall gelangt der Stromfluss jeweils zu der
UND-Verknüpfung und wird die Erregerspannung bzw. das Gegenpotential der Erregungsspannung
an den Weichenüberwacher WÜA (WeichenÜberwacherAufgefahren) angelegt. Wird dieser
Zustand nach einer Weichenumstellung bei wieder aufgeschalteter Überwachung detektiert,
so bedeutet das, dass die Weiche die neue Endlage nicht erreicht hat. Es kann daraufhin,
zum Beispiel ein Reversieren veranlasst werden. Wird dieser Zustand hingegen spontan
während einer in Ordnungslage "Links" bzw. "Rechts" befindlichen Weiche erreicht,
so liegt ein Auffahren der Weiche vor.
[0034] In beiden Fällen wird der Weichenüberwacher WÜA aktiviert. Es liegt in der Logik
des Stellwerks, zu erkennen, ob es sich um eine die neue Endlage nicht erreichte Weiche
oder um eine aufgefahrene Weiche handelt, um eine entsprechende Meldung an die Datenverarbeitungsvorrichtung
weiterzuleiten und zum Beispiel eine entsprechende Anzeige auf einem Bedienterminal
zu generieren.
[0035] Wie den Fig. 4 bis 7 weiterhin im Einzelnen entnehmbar ist, umfasst die Schaltung
10 zusätzlich vier Gleichrichterdioden GD, um die zurückgespiegelte Überwachungsspannung
U
ÜW und/oder des erzeugten Gegenpotential der Überwachungsspannung U
ÜW zu selektieren.
[0036] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Schaltung 10 beschränkt. So ist es ohne weiteres möglich, anstelle der Überwachungsspannung
U
ÜW von zum Beispiel +48 V oder +60 V eine geringere Überwachungsspannung von beispielsweise
+24 V an den Anschlusspunkten V und Mp des Weichenantriebs einzuspeisen, wodurch die
Funktion der erfindungsgemäßen Schaltung 10 nicht geändert wird. Ebenso ist es denkbar,
anstelle der Überwachungsspannung U
ÜW von zum Beispiel +48 V oder +60 V eine negative Überwachungsspannung von beispielsweise
-48 V oder -60 V an den Anschlusspunkten V und Mp des Weichenantriebs einzuspeisen.
Lediglich die Spannungs- und Stromverhältnisse kehren sich um, wenn die Optokoppler
der Weichenüberwacher WÜL, WÜL.1, WÜL.2, WÜR, WÜR.1, WÜR.2, WÜA, WÜA.1, WÜA.2 eine
entsprechend geänderte Polarität erhalten.
1. Schaltung zur Überwachung von Endlagenschaltern eines 4-Draht-Drehstrom-Antriebs einer
Weiche und zur Generierung einer Meldung über die aktuelle Ordnungslage der Weiche
oder einer Auffahrmeldung, die vier Endlagenschalter (S1.1, S1.2, S2.1, S2.2) der
Weiche, wovon zwei (S1.1, S1.2) einer Weichenzunge der Weiche für Linkslage und zwei
(S2.1, S2.2) einer Weichenzunge der Weiche für Rechtslage zugeordnet sind, und einen
Weichenüberwacher zur Meldung der Linkslage (WÜL; WÜL.1, WÜL.2), einen Weichenüberwacher
zur Meldung der Rechtslage (WÜR; WÜR.1, WÜR.2) und einen Weichenüberwacher zur Meldung
der Auffahrung (WÜA; WÜA.1, WÜA.2) umfasst, wobei die vier Endlagenschalter (S1.1,
S1.2, S2.1, S2.2) der Weiche mit einer Überwachungsspannung (UÜW) versorgt sind und wobei die vier Endlagenschalter (S1.1, S1.2, S2.1, S2.2) der Weiche
entsprechend der Stellung der vier Endlagenschalter (S1.1, S1.2, S2.1, S2.2) der Weiche
eine Erregerspannung erzeugen und einem der drei Weichenüberwacher (WÜL, WÜR, WÜA;
WÜL.1, WÜL.2, WÜR.1, WÜR.2, WÜA.1, WÜA.2) durch Spiegelung der Überwachungsspannung
(UÜW) zuführen, welcher die Meldung über die Ordnungslage der Weiche oder die Auffahrmeldung
generiert und an eine Datenverarbeitungsvorrichtung zu deren Auf- und/oder Weiterverarbeitung
weiterleitet, dadurch gekennzeichnet, dass der Weichenüberwacher zur Generierung der Auffahrmeldung (WÜA; WÜA.1, WÜA.2) zwei
gegeneinander gepolte und mit einer Überwachungsspannung (UÜW) mit einer negativen Polarität versorgte Optokoppler umfasst und dass die vier Endlagenschalter
(S1.1, S1.2, S2.1, S2.2) der Weiche entsprechend deren Stellung die Überwachungsspannung
(UÜW) mit einer positiven Polarität zwischen Anschlusspunkten (U) und (W) der Weiche zurückspiegeln
und eine Erregerspannung an den Weichenüberwacher (WÜA; WÜA.1, WÜA.2) zu dessen Aktivierung
und damit Generierung der Auffahrmeldung anlegen.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Weichenüberwacher zur Meldung der Linkslage (WÜL; WÜL.1, WÜL.2) und der Weichenüberwacher
zur Meldung der Rechtslage (WÜR; WÜR.1, WÜR.2) jeweils einen Optokoppler umfassen
und dass die vier Endlagenschalter (S1.1, S1.2, S2.1, S2.2) der Weiche entsprechend
deren Stellung die Überwachungsspannung (UÜW) mit einer negativen Polarität zwischen den Anschlusspunkten (U) und (W) der Weiche
zurückspiegeln und eine Erregerspannung an den Weichenüberwacher zur Meldung der Linkslage
(WÜL; WÜL.1, WÜL.2) oder den Weichenüberwacher zur Meldung der Rechtslage (WÜR; WÜR.1,
WÜR.2) zu dessen Aktivierung und Generierung der Meldung der Linkslage oder der Rechtslage
der Weichenzunge der Weiche anlegen.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Endlagenschalter (S1.1, S1.2, S2.1, S2.2) der Weiche entsprechend deren
Stellung ein positives Gegenpotential der Überwachungsspannung (UÜW) erzeugen und das positive Gegenpotential als Erregerspannung durch eine UND-Verknüpfung
an die zwei gegeneinander gepolten Optokoppler des Weichenüberwachers (WÜA; WÜA.1,
WÜA.2) zu dessen Aktivierung anlegen.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (10) einen weiteren Optokoppler (WA-Test) umfasst, an welchen bei zufälliger
oder zyklischer Unterbrechung der negativen Bezugs der Überwachungsspannung (UÜW) ein positives Gegenpotential der Überwachungsspannung (UÜW) als Erregerspannung an die zwei gegeneinander gepolten Optokoppler des Weichenüberwachers
(WÜA; WÜA.1, WÜA.2) zu dessen Aktivierung angelegt ist.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Weichenüberwacher zur Generierung der Auffahrmeldung (WÜA; WÜA.1, WÜA.2) mit
jeweils zwei gegeneinander gepolten und mit einer Überwachungsspannung (UÜW) mit einer negativen Polarität versorgten Optokoppler vorgesehen sind, die jeweils
zueinander parallel angeordnet sind.
6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Weichenüberwacher zur Meldung der Linkslage (WÜL; WUL.1, WÜL.2) mit jeweils
einem Optokoppler und/oder zwei Weichenüberwacher zur Meldung der Rechtslage (WÜR;
WÜR.1, WÜR.2) mit jeweils einem Optokoppler vorgesehen sind, die jeweils zueinander
in Reihe angeordnet sind.
7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung vier Gleichrichterdioden (GD) zur Selektion der zurückgespiegelten
Überwachungsspannung (UÜW) und/oder des erzeugten Gegenpotentials der Überwachungsspannung (UÜW) umfasst.
8. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Endlagenschalter (S1.1, S1.2, S2.1, S2.2) der Weiche als Überwachungsspannung
(UÜW) mit einer Gleichspannung von etwa zwischen +48 V und +60 V einschließlich, insbesondere
von +48 V oder +60 V, versorgt sind.
9. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Endlagenschalter (S1.1, S1.2, S2.1, S2.2) der Weiche mit einem im Wesentlichen
konstanten Strom von 30 mA versorgt sind.