STEUERUNGSANORDNUNG FÜR WEICHEN

Abstract

 Die Anmeldung betrifft eine Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) für Weichen (680), umfassend eine Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402), ein über ein sekundäres Datenübertragungssystem (112, 212, 312, 412, 464) mit der Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402) verbundenes erstes Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) und ein über das sekundäres Datenübertragungssystem (112, 212, 312, 412, 464) mit der Hauptsteuerung verbundenes zweites Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404), wobei jedes Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) mit einem jeweils zugeordneten Weichenantrieb über eine vieradrige elektrische Verbindung (120, 220, 320, 420, 620) verbindbar ist, wobei die Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402) einen Datenübertragungssystemeingang (106, 206) und einen Datenübertragungssystemausgang (108, 208) umfasst, wobei der Datenübertragungssystemeingang (106, 206) eingerichtet ist zum Empfangen eines Weichensteuerbefehls von einem über ein primäres Datenübertragungssystem (110, 210, 310, 410, 610) mit dem Datenübertragungssystemeingang (106, 206) verbindbaren Stellwerk (460, 660), wobei die Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402) ein Steuermodul (116, 216) umfasst, eingerichtet zum Generieren eines Steuerbefehls für ein Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) der zumindest zwei Weichensteuerelemente (104, 204, 304, 404), basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl, wobei der Datenübertragungssystemausgang (108, 208) eingerichtet ist zum Ausgeben des generierten Steuerbefehls für das Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404), und wobei das Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) eingerichtet ist zum Ansteuern des zugeordneten Weichenantriebs (672) bei einem Empfang des ausgegebenen Steuerbefehls durch das Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404).

Beschreibung

[0001] Die Anmeldung betrifft eine Steuerungsanordnung für Weichen. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung ein Weichensteuersystem und ein Verfahren zum Stellen von Weichen.

[0002] Ein Schienen- bzw. Gleissystem (auch als Rad-Schiene System bezeichnet) umfasst eine Vielzahl von Gleisen. Ein jeweiliges Gleis ist insbesondere aus paarweise und parallel zueinander angeordneten (Stahl-)Schienen gebildet. Schienenfahrzeuge werden bei einem Gleissystem durch die Gleise bzw. die entsprechenden Schienen geführt. Beispielhafte und nicht abschließende Schienenfahrzeuge sind Hochgeschwindigkeitszüge, Güterzüge, S-Bahnen, U-Bahnen, Straßenbahnen etc.

[0003] Um bei einem Gleissystem einem Schienenfahrzeug einen Gleisübergang (auch als Gleiswechsel bezeichnet) von einem Gleis auf ein anderes Gleis zu ermöglichen, wird als Gleiskonstruktion eine Weiche eingesetzt. Üblicherweise umfasst ein Gleissystem eine Vielzahl von Weichen. Eine Weiche umfasst insbesondere zwei zwischen einer ersten und einer zweiten Endposition bzw. Endlage verstellbare Weichenzungen. Durch ein Verstellen der Weichenzungen zwischen einer ersten Endlage in eine zweite Endlage kann ein bestimmtes Durchfahren der Weiche ermöglicht werden, also insbesondere ein Gleisübergang eines Schienenfahrzeugs ermöglicht werden oder nicht ermöglicht werden.

[0004] In der heutigen Zeit werden in der Regel elektrisch fernbedienbare Weichen eingesetzt. Eine derartige Weiche weist mindestens einen Weichenantrieb auf, insbesondere einen elektrischen oder hydraulischen Weichenantrieb, und Weichenzungen, die insbesondere mittels des Weichenantriebs zwischen der ersten und der zweiten Endposition bzw. Endlage bewegbar sind.

[0005] Ein Weichenantrieb umfasst insbesondere einen fernansteuerbaren Elektromotor, ggf. eine Hydraulikpumpe, mindestens einen Endlagenschalter, mindestens eine Stellstange und mindestens eine Prüferstange. Über die mindestens eine Stellstange und die mindestens eine Prüferstange (in der Regel mindestens zwei Prüferstangen) ist der Weichenantrieb mit den Weichenzungen gekoppelt. Der Weichenantrieb ist eingerichtet zum Bewegen der Weichenzungen von der ersten Endlage in die zweite Endlage (und umgekehrt), um die Weiche zu stellen. Der mindestens eine Endlagenschalter ist eingerichtet zum Detektieren des Erreichens einer Endlage.

[0006] Zum Ansteuern des Weichenantriebs einer Weiche wird eine Weichensteuerung verwendet. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, den Weichenantrieb über ein vieradriges elektrisch leitendes Kabel (insbesondere ein vieradriges Kupferkabel bekannt als "Vierdrahtschnittstelle") mit der Weichensteuerung zu verbinden. Um nun ein Stellen einer bestimmten Weiche durchzuführen, wird an den entsprechenden Weichenantrieb mittels einer Spannungsversorgung bzw. Energieversorgung eine Spannung angelegt. Mit anderen Worten, der Weichenantrieb wird durch die Weichensteuerung mit einer bestimmten elektrischen Energie versorgt.

[0007] Die Weichensteuerung in der bekannten Systemarchitektur kann bis zu vier Weichen gleichzeitig überwachen. Nachteilig ist jedoch, dass nur einer der bis zu vier Weichenantriebe gleichzeitig gesteuert werden kann. Grund hierfür ist die notwendige Strommessung des Neutralleiters bzw. N-Leiters (sowie des L3 Leiters zur Überprüfung, dass der Umlauf wirklich stattfindet) der vieradrigen Verbindung, wobei der N-Leiter nur einmal vorhanden ist. Wie bereits beschrieben wurde, schaltet ein Endlagenschalter bei Erreichen der Endlage. Dieses Schalten führt dazu, dass der N-Leiter der Vieraderschnittstelle Strom führt. Während des Umlaufs führt der N-Leiter keinen Strom.

[0008] Wenn also zwei Weichen umliefen und ein Strom in dem N-Leiter detektiert würde, wäre nicht eindeutig feststellbar, welcher Umstellvorgang abgeschlossen wäre, so dass durch die bekannte Architektur nur eine einzelne Weiche gleichzeitig steuerbar bzw. stellbar ist.

[0009] Sollen mehrere Weichen gestellt werden, die durch dieselbe Weichensteuerung gesteuert werden, erfolgt dies derzeit nacheinander. Der zweite Weichenantrieb wird erst dann angesteuert, wenn bei der ersten Weiche detektiert wurde, dass diese die gewünschte Endlage erreicht hat. Dies führt dazu, dass das Stellen einer Mehrzahl von Weichen eine erhebliche Zeitdauer in Anspruch nimmt.

[0010] Ein weiterer Nachteil der bekannten Weichensteuerarchitektur ist, dass der Ausfall eines der aktiven und damit verschleißbehafteten Bauteile (z.B. Schütz, Relais, Sicherung etc.) der Weichensteuerung zu einer Sicherheitsabschaltung der gesamten Weichensteuerung führt. Dies hat zur Folge, dass sämtliche an diese Weichensteuerung angeschlossenen Weichen nicht mehr gestellt werden können. Die Reparatur erfordert einen Einsatz eines Technikers vor Ort und den Neustart des gesamten zugehörigen Stellwerks. Dies reduziert die Verfügbarkeit und führt insbesondere zu einem (längeren) Ausfall einer Mehrzahl von Weichen.

[0011] Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungsanordnung bzw. Steuerungsarchitektur für Weichen zur Verfügung zu stellen, welche die vorbeschriebenen Nachteile des Stands der Technik zumindest reduziert und insbesondere die Zeitdauer zum Stellen von Weichen sowie die Anzahl an (potenziell) ausfallenden Weichen reduziert.

[0012] Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung gelöst durch eine Steuerungsanordnung für Weichen nach Anspruch 1. Die Steuerungsanordnung umfasst mindestens eine Hauptsteuerung, mindestens ein über mindestens ein sekundäres Datenübertragungssystem mit der Hauptsteuerung verbundenes erstes Weichensteuerelement und mindestens ein über das mindestens eine sekundäre Datenübertragungssystem mit der Hauptsteuerung verbundenes zweites Weichensteuerelement. Jedes Weichensteuerelement ist mit einem jeweils zugeordneten Weichenantrieb über eine zumindest vieradrige elektrische Verbindung verbindbar. Die Hauptsteuerung umfasst zumindest einen Datenübertragungssystemeingang und einen Datenübertragungssystemausgang. Der Datenübertragungssystemeingang ist eingerichtet zum Empfangen eines Weichensteuerbefehls von einem über mindestens ein primäres Datenübertragungssystem mit dem Datenübertragungssystemeingang verbindbaren Stellwerk. Die Hauptsteuerung umfasst mindestens ein Steuermodul. Das Steuermodul ist eingerichtet zum Generieren mindestens eines Steuerbefehls für mindestens ein Weichensteuerelement der zumindest zwei Weichensteuerelemente, zumindest basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl. Der Datenübertragungssystemausgang ist zum Ausgeben des mindestens einen generierten Steuerbefehls für das mindestens eine Weichensteuerelement eingerichtet. Das mindestens eine Weichensteuerelement ist eingerichtet zum Ansteuern des zugeordneten Weichenantriebs bei einem Empfang des ausgegebenen Steuerbefehls durch das Weichensteuerelement.

[0013] Indem im Gegensatz zum Stand der Technik eine Steuerungsanordnung bzw. Steuerungsarchitektur bereitgestellt wird, bei dem eine Hauptsteuerung mit einem Steuermodul ein Weichensteuerbefehl verarbeitet und eingerichtet ist zum (zumindest teilweise parallelen) Ansteuern von zumindest zwei Weichensteuerelementen, wobei jedem dieser Weichensteuerelemente ein Weichenantrieb zugeordnet ist, werden die vorbeschriebenen Nachteile zumindest reduziert. Insbesondere wird durch die anmeldungsgemäße Steuerungsanordnung die zum Stellen von zwei oder mehr Weichen benötigte Zeitdauer reduziert, indem eine zumindest teilweise gleichzeitige Ansteuerung von zumindest zwei Weichenantrieben möglich ist. Mit anderen Worten, zumindest zwei Weichen können zumindest teilweise gleichzeitig verstellt werden.

[0014] Ferner kann die Anzahl an (potenziell) ausfallenden Weichen reduziert werden (und damit die potenziellen Ausfallzeiten). Wenn beispielsweise das erste Weichensteuerelement ausfällt, kann das zweite Weichensteuerelement weiterbetrieben werden, so dass auch eine zweite Weiche weiterbetrieben werden kann, die dem zweiten Weichensteuerelement zugeordnet ist.

[0015] Die anmeldungsgemäße Steuerungsanordnung bzw. Steuerungsarchitektur dient der Steuerung des Verstellens von Weichen eines Schienensystems. Ein Schienensystem umfasst eine Vielzahl von Gleisen zum Führen von Schienenfahrzeugen. Für einen Gleisübergang von einem ersten Gleis auf ein zweites Gleis umfasst das Schienensystem eine Weiche. Insbesondere umfasst das Schienensystem eine Mehrzahl von Weichen.

[0016] Eine anmeldungsgemäße Weiche ist insbesondere eine elektrisch fernbedienbare bzw. fernsteuerbare Weiche. Eine derartige Weiche weist mindestens einen Weichenantrieb auf, insbesondere einen elektrischen oder hydraulischen Weichenantrieb, und Weichenzungen, die insbesondere zwischen der ersten und der zweiten Endposition bzw. Endlage bewegbar sind. Eine anmeldungsgemäße Weiche kann auch eine Mehrantriebsweiche sein, insbesondere eine Schnellfahrweiche, mit einer Mehrzahl von Weichenantrieben (z.B. zwischen zwei und fünf Weichenantrieben).

[0017] Ein Weichenantrieb umfasst insbesondere einen fernansteuerbaren Elektromotor, ggf. eine Hydraulikpumpe, mindestens einen Endlagenschalter, mindestens eine Stellstange und mindestens eine Prüferstange. Über die mindestens eine Stellstange und die mindestens eine Prüferstange (in der Regel mindestens zwei Prüferstangen) ist der Weichenantrieb mit den Weichenzungen gekoppelt. Der Weichenantrieb ist eingerichtet zum Bewegen der Weichenzungen von der ersten Endlage in die zweite Endlage (und umgekehrt), um die Weiche zu stellen. Ein Endlagenschalter ist eingerichtet zum Erfassen eines Erreichens einer Endlage.

[0018] Die anmeldungsgemäße Steuerungsanordnung umfasst mindestens eine Hauptsteuerung und mindestens zwei Weichensteuerelemente, vorzugsweise drei oder mehr Weichensteuerelemente. Die Hauptsteuerung ist mit den zumindest zwei Weichensteuerelementen über mindestens ein sekundäres Datenübertragungssystem (kommunikativ) unmittelbar oder mittelbar (z.B. über eine Zwischenschaltung einer nachfolgend näher beschriebenen Substeuerung) verbunden. Die Hauptsteuerung weist mindestens einen Datenübertragungssystemausgang auf, an den ein erstes sekundäres Datenübertragungssystem angeschlossen sein kann. Vorzugsweise jedes Weichensteuerelement weist einen Datenübertragungssystemeingang auf, an den das erste sekundäre Datenübertragungssystem oder ein zweites sekundäres Datenübertragungssystem angeschlossen sein kann.

[0019] Unter einem Datenübertragungssystem ist anmeldungsgemäß insbesondere ein (technisches) System zu verstehen, mit dem digitale Daten zwischen mindestens einem Sender und mindestens einem Empfänger ausgetauscht werden können. Vorzugsweise kann ein anmeldungsgemäßes Datenübertragungssystem ein Bussystem, wie ein Feldbussystem sein. Denkbar ist aber auch ein paketbasiertes Datenübertragungssystem, wie Ethernet. Datenübertragungssysteme können insbesondere Daten bidirektional austauschen.

[0020] Insbesondere können über die beschriebenen Datenübertragungssystemeingänge und Datenübertragungssystemausgänge Daten bidirektional ausgetauscht werden, also beispielsweise Datentelegramme (z.B. Steuerbefehle, Satus- und Quittierungsmeldungen etc.) sowohl gesendet als auch empfangen werden.

[0021] Wie bereits beschrieben wurde, ist jedem Weichensteuerelement ein Weichenantrieb zugeordnet. Insbesondere ist jedem Weichensteuerelement genau ein einzelner Weichenantrieb zugeordnet. Vorzugsweise jedes Weichensteuerelement kann über einen zumindest vieradrigen Antriebsanschluss verfügen, an dem eine zumindest vieradrige elektrische Verbindung angeschlossen sein kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die zumindest vieradrige elektrische Verbindung ein vieradriges elektrisch leitendes Kabel, z.B. Kupferkabel oder ein ähnliches Stromkabel. Bei Varianten der Anmeldung kann die zumindest vieradrige elektrische Verbindung eine sechsadrige elektrische Verbindung sein, wie ein sechsadriges elektrisch leitendes Kabel, z.B. Kupferkabel oder ein ähnliches Stromkabel. An dem anderen Ende der zumindest vieradrigen elektrischen Verbindung kann der Weichenantrieb angeschlossen sein, der dem Weichensteuerelement zugeordnet ist.

[0022] Die Hauptsteuerung verfügt darüber hinaus über mindestens einen Datenübertragungssystemeingang, an dem ein primäres Datenübertragungssystem angeschlossen ist. Über das primäre Datenübertragungssystem ist die Hauptsteuerung kommunikativ mit einem Stellwerk eines Eisenbahnsteuerungssystems bzw. des Schienensystems verbindbar. Die Verbindung vom Stellwerk zur Hauptsteuerung kann unmittelbar oder mittelbar erfolgen, beispielsweise über zwischengeschaltete Komponenten (z.B. ein Kommunikationsmodul). Das Stellwerk ist (insbesondere in herkömmlicher Weise) eingerichtet zum Generieren eines Weichensteuerbefehls. Ein Weichensteuerbefehl enthält insbesondere Instruktion zum Verstellen einer bestimmten Weiche oder einer Mehrzahl von bestimmten Weichen, um beispielsweise mindestens einen Gleisübergang für mindestens ein Schienenfahrzeug zu ermöglichen oder zu verhindern.

[0023] Die Hauptsteuerung weist ein Steuermodul auf. Das Steuermodul ist insbesondere eingerichtet zum Verarbeiten eines empfangenen Weichensteuerbefehls derart, dass die mindestens eine bestimmte Weiche entsprechend der in dem Weichensteuerbefehl enthaltenen Instruktionen verstellt wird. So ist das Steuermodul eingerichtet zum Generieren mindestens eines Steuerbefehls für mindestens ein Weichensteuerelement der zumindest zwei Weichensteuerelemente, zumindest basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl.

[0024] Wenn aus dem Weichensteuerbefehl hervorgeht, dass zum Beispiel zwei oder mehr Weichenantriebe einer oder mehrerer Weichen anzusteuern ist bzw. sind, kann das Steuermodul eine entsprechende Anzahl an Steuerbefehlen für insbesondere eine entsprechende Anzahl von Weichensteuerelementen generieren. Ein Steuerbefehl umfasst insbesondere Instruktion zum Ansteuern eines Weichenantriebs, insbesondere eines elektrischen Motors des Weichenantriebs, um ein Verstellen der zugehörigen Weiche zu bewirken, insbesondere ein Verstellen der Weichenzungen von einer ersten Endlage in eine zweite Endlage.

[0025] Der mindestens eine generierte Steuerbefehl wird durch den Datenübertragungssystemausgang der Hauptsteuerung an das mindestens eine sekundäre Datenübertragungssystem ausgeben. Insbesondere kann das Steuermodul ein Ausgeben des mindestens einen generierten Steuerbefehls durch den Datenübertragungssystemausgang der Hauptsteuerung bewirken.

[0026] Über das mindestens eine sekundäre Datenübertragungssystem empfängt das Weichensteuerelement, für den der generierte Steuerbefehl bestimmt ist, den mindestens einen ausgegebenen Steuerbefehl. Bei einem Empfang eines Steuerbefehls durch das Weichensteuerelement, für das der Steuerbefehl bestimmt ist, verarbeitet dieses Weichensteuerelement den Steuerbefehl derart, dass der Weichenantrieb des Weichensteuerelements entsprechend der in dem Steuerbefehl enthaltenen Instruktionen angesteuert wird, also insbesondere mit elektrischer Energie versorgt wird bzw. aktiviert und anschließend wieder deaktiviert wird.

[0027] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuerungsanordnung kann das Steuermodul eingerichtet sein zumindest zum Generieren eines ersten Steuerbefehls für das erste Weichensteuerelement und eines zweiten Steuerbefehls für das zweite Weichensteuerelement derart, dass die jeweiligen Weichenantriebe des ersten und zweiten Weichensteuerelements zumindest teilweise gleichzeitig aktiviert bzw. angesteuert werden. Mit anderen Worten, zwei Weichen, insbesondere unter Kontrolle derselben Hauptsteuerung, können zumindest teilweise zur selben Zeit verstellt werden. Teilweise gleichzeitig meint insbesondere, dass ein zweiter Weichenantrieb bereits aktiviert wird, während der erste Antrieb noch aktiviert ist. Insbesondere können zwei oder mehr Weichenantriebe zumindest teilweise gleichzeitig mit elektrischer Leistung bzw. Energie versorgt werden. Es ist insbesondere nicht erforderlich, dass vor einer Aktivierung des zweiten Weichenantriebs der erste Weichenantrieb deaktiviert sein muss. Vorzugsweise können mehr als zwei Weichenantriebe zumindest teilweise gleichzeitig aktiviert bzw. angesteuert werden.

[0028] Der Datenübertragungssystemausgang kann zum Ausgeben der generierten Steuerbefehle für die zumindest zwei Weichensteuerelemente eingerichtet sein. Das erste und das zweite Weichensteuerelement sind insbesondere jeweils dazu eingerichtet, den jeweiligen Weichenantrieb unabhängig voneinander bei einem Empfang (insbesondere unmittelbar nach einem Empfang) des ersten bzw. zweiten Steuerbefehls anzusteuern.

[0029] Wenn die Steuerungsanordnung beispielsweise bei einer bevorzugten Varianten vier Weichensteuerelemente umfasst und der von dem Stellwerk empfangene Weichensteuerbefehl verlangt, dass alle vier jeweils zugeordneten Weichenantriebe anzusteuern sind, dann können durch das Steuermodul der Hauptsteuerung erste bis vierte Steuerbefehle mit jeweiligen Instruktionen zum Ansteuern der jeweiligen Weichenantriebe generiert werden. Diese Steuerbefehle können über den Datenübertragungssystemausgang an die vier Weichensteuerelemente ausgegebenen werden. Die genannten Weichensteuerelemente steuern bei Erhalt des jeweiligen Steuerbefehls unabhängig voneinander die Weichenantriebe an, so dass eine zumindest teilweise (bei Varianten vollständig) gleichzeitige Ansteuerung der Weichenantriebe erfolgt. In diesem Beispiel können also vier Weichen zumindest teilweise gleichzeitig verstellt werden.

[0030] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuerungsanordnung kann das Steuermodul eingerichtet sein zumindest zum Generieren eines ersten Steuerbefehls für das erste Weichensteuerelement und eines zweiten Steuerbefehls für das zweite Weichensteuerelement derart, dass die jeweiligen Weichenantriebe des ersten und zweiten Weichensteuerelements zumindest teilweise gleichzeitig und mit versetzten Startzeitpunkten angesteuert werden. Insbesondere kann das Steuermodul die zumindest zwei Steuerbefehle derart generieren, dass sie zeitlich versetzt durch den Datenübertragungssystemausgang ausgeben werden. Das erste und zweite Weichensteuerelement können eingerichtet sein zum unmittelbaren Ausführen der erhaltenen Instruktionen bei einem Empfang eines Steuerbefehls, so dass insbesondere ein zeitversetztes Aktivieren des jeweiligen Weichenantriebs erfolgt. Teilweise gleichzeitig werden die Weichenantriebe angesteuert bzw. mit elektrischer Energie versorgt. Insbesondere ist erkannt worden, dass durch eine zeitversetzte Aktivierung, also durch zeitversetzte Startzeitpunkte, Stromspitzen und/oder Spannungsspitzen und damit insbesondere Störungen vermieden werden können.

[0031] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuerungsanordnung kann ein (vorzugweise jedes) Weichensteuerelement mindestens einen Datenübertragungssystemeingang umfassen, eingerichtet zum Empfangen des (für dieses Weichensteuerelement) ausgegebenen Steuerbefehls. Ferner kann ein (vorzugweise jedes) Weichensteuerelement mindestens ein Weichensteuermodul umfassen. Das Weichensteuermodul kann eingerichtet sein zum Bewirken eines Versorgens des (jeweils) zugeordneten Weichenantriebs mit elektrischer Energie über die zumindest vieradrige elektrische Verbindung, basierend auf dem empfangenen Steuerbefehl. Mit anderen Worten, dass Ansteuern (insbesondere Aktivieren) eines Weichensteuerelements umfasst insbesondere das Versorgen des zugeordneten Weichenantriebs mit elektrischer Energie bzw. elektrischer Leistung. Insbesondere kann eine bestimmte

[0032] Antriebsversorgungsspannung an den Antriebsanschluss der zumindest vieradrigen elektrischen Verbindung angelegt werden. In einfacher Weise kann ein Weichenantrieb zum Verstellen der zugeordneten Weichenzungen angesteuert werden. Hierbei bewirkt das Weichensteuermodul insbesondere, dass der Weichenantrieb solange mit elektrischer Energie versorgt wird bzw. aktiviert bleibt, bis die (gewünschte) Endlage der Weichenzunge erreicht ist.

[0033] Vorzugsweise kann das Weichensteuerelement einen Leistungsanschluss umfassen, eingerichtet zum Verbinden des Weichensteuerelements mit einer Spannungsversorgung, insbesondere einer 400 V Spannungsversorgung, zum Bereitstellen der elektrischen Energie für den Weichenantrieb. Das Weichensteuerelement kann mindestens einen durch das Weichensteuermodul ansteuerbaren Schalter (insbesondere ein Relais) umfassen. Das Weichensteuermodul ist eingerichtet zum Bewirken eines Anlegens der (vorgegebenen) Antriebsversorgungsspannung durch ein Ansteuern des Schalters, derart, dass ein Stromfluss von dem Leistungsanschluss zur zumindest vieradrigen elektrischen Verbindung über den Antriebsanschluss ermöglicht wird. Die Regelung des mindestens einen elektrischen Motors eines Weichenantriebs erfolgt insbesondere in dem Weichenantrieb und kann von der Steuerungsanordnung nicht beeinflusst werden.

[0034] In entsprechender Weise kann nach einer Detektion, dass die Weichenzunge die gewünschte Endlage erreicht hat, der Schalter durch das Weichensteuermodul derart angesteuert werden, das an der zumindest vieradrigen elektrische Verbindung keine Spannung mehr anliegt. Insbesondere kann ein Stromfluss über von dem Leistungsanschluss an den Antriebsanschluss unterbrochen werden.

[0035] Das Weichensteuerelement kann ein Überwachungsmodul zum Überwachen des Weichenantriebszustands umfassen. Insbesondere kann der N-Leiter der zumindest vieradrigen elektrischen Verbindung überwacht werden. Beispielsweise kann als Überwachungsmodul ein Strommessmodul vorgesehen sein zum Messen des auf dem N-Leiter fließenden Stroms. Wie beschrieben, kann ein Endlageschalter des Weichenantriebs eingerichtet sein zum Bewirken eines Stromflusses über den N-Leiter der zumindest vieradrigen elektrischen Verbindung bei einem Erreichen einer Endlage. Wird durch das Strommessmodul ein Stromfluss auf dem N-Leiter detektiert, kann festgestellt werden, dass die Weiche umgelaufen ist, also gestellt wurde. Wie beschrieben wurde, kann dann der Weichenantrieb deaktiviert werden, also insbesondere die Energieversorgung bzw. Spannungsversorgung unterbrochen werden.

[0036] Eine Zustandsmeldung über die erfolgte Verstellung einer bestimmten Weiche kann z.B. von dem Weichensteuerelement an die Hauptsteuerung übertragen werden. Die Hauptsteuerung kann die Zustandsmeldung beispielsweise an das Stellwerk weiterleiten. In einfacher Weise kann der Zustand einer Weiche, insbesondere die augenblickliche Endlage der Weichenzungen, überwacht werden.

[0037] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuerungsanordnung kann ein (vorzugsweise jedes) Weichensteuerelement ein Schütz und mindestens ein (Schalt-) Relais als Schalter umfassen. Insbesondere kann das Weichensteuerelement alle zum Steuern eines Weichenantriebs notwendigen Relais umfassen. Ferner kann ein (vorzugsweise jedes) Weichensteuerelement mindestens eine Sicherung umfassen, insbesondere eine Mehrzahl von Sicherungen.

[0038] Insbesondere kann das mindestens eine Schaltrelais durch das Weichensteuermodul ansteuerbar sein zum Bewirken des Versorgens des zugeordneten Weichenantriebs mit elektrischer Energie über die zumindest vieradrige elektrische Verbindung, wie bereits beschrieben wurde. Mit anderen Worten, vorzugsweise jedes der Weichensteuerelemente umfasst jeweils alle aktiven Bauteile (insbesondere Schütz, Relais, Sicherungen) und damit alle potenziellen Verschleißbauteile. Der Ausfall eines dieser aktiven Bauteile eines Weichensteuerelements hat durch die Unabhängigkeit der einzelnen Weichensteuerelemente vorteilhafterweise keine Auswirkung auf die anderen Weichensteuerelemente (insbesondere auf solche, die auf derselben Verbindungsplatte betrieben werden, wie noch beschrieben werden wird). Ein Defekt eines der aktiven Bauteile erfordert lediglich einen Austausch des entsprechenden Weichensteuerelements. Ein Neustart des Stellwerks kann entfallen. Nach dem Austausch eines Weichensteuerelements kann die Hauptsteuerung vorzugsweise automatisch das neue Weichensteuerelement in Betrieb nehmen. Hierfür kann beispielsweise eine Grundstellungsroutine eines Weichensteuerelements durchlaufen werden, und das neue Weichensteuerelement kann von der Hauptsteuerung mit den Parametern des ausgetauschten Weichensteuerelements versorgt werden.

[0039] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuerungsanordnung kann das Steuermodul eingerichtet sein zum Bestimmen des mindestens einen anzusteuernden Weichenantriebs, basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl. Beispielweise kann der Weichensteuerbefehl mindestens eine Weichenkennung und/oder Weichenantriebskennung enthalten, die angesteuert bzw. verstellt werden soll. Das Steuermodul kann eingerichtet sein zum Bestimmen der Adresse im sekundären Datenübertragungssystem des Weichensteuerelements, das dem bestimmten Weichenantrieb zugeordnet ist. Insbesondere kann in einem Datenspeicher der Hauptsteuerung eine Adresszuordnungstabelle (oder dergleichen) gespeichert sein. In der Adresszuordnungstabelle kann beispielsweise jeder Weichenkennung und/oder Weichenantriebskennung eine Adresse im sekundären Datenübertragungssystem (eindeutig) zugeordnet sein. Die zugeordnete Adresse im sekundären Datenübertragungssystem ist insbesondere die Adresse des Weichensteuerelements, das dem entsprechenden Weichenantrieb bzw. der entsprechenden Weiche zugeordnet ist.

[0040] Basierend auf einer anzusteuernden Weiche und/oder einem bestimmten anzusteuernden Weichenantrieb (beispielsweise basierend auf der bestimmten und in dem Weichensteuerbefehl enthaltenen Weiche) bzw. der Weichenkennung und/oder Weichenantriebskennung kann die Adresse im sekundären Datenübertragungssystem bestimmt werden. Der generierte Steuerbefehl kann die bestimmte Adresse im sekundären Datenübertragungssystem enthalten. Insbesondere kann das Steuermodul einen Steuerbefehl mit der bestimmten Adresse im sekundären Datenübertragungssystem generieren. Hierdurch wird nur das Weichensteuerelement von den mindestens zwei Weichensteuerelementen angesteuert, dessen zugeordnete Weiche gemäß dem empfangenen Weichensteuerbefehl zu verstellen ist.

[0041] Darüber hinaus kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuerungsanordnung, die Steuerungsanordnung mindestens eine mit der Hauptsteuerung über ein erstes sekundäres Datenübertragungssystem verbundene Substeuerung umfassen. Die Substeuerung kann beispielsweise entsprechend der Hauptsteuerung gebildet sein. Die Substeuerung kann über ein zweites sekundäres Datenübertragungssystem zumindest mit dem ersten Weichensteuerelement und/oder mit dem zweiten Weichensteuerelement verbunden sein (und/oder mit mindestens einem weiteren Weichensteuerelement). Es ist erkannt worden, dass durch eine Substeuerung, insbesondere eine Mehrzahl von Substeuerungen, eine einfache Steuerung von Mehrantriebsweichen realisiert werden kann. Zum Umstellen einer Mehrantriebsweiche kann die Hauptsteuerung einen Steuerbefehl generieren, der durch die Substeuerung in (vorgegebene und insbesondere abgestimmte) Steuerbefehle für die synchronisierten Weichenantriebe umgesetzt werden kann. Die Synchronisation der Weichenantriebe der Mehrantriebsweiche kann insbesondere unabhängig von der Hauptsteuerung erfolgen.

[0042] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann eine Substeuerung die Substeuerung einer Mehrantriebsweiche mit einer Mehrzahl von Weichenantrieben sein. Wie beschrieben, kann jedem Weichenantrieb der Mehrantriebsweiche ein Weichensteuerelement zugeordnet sein. Sämtliche Weichensteuerelemente dieser Mehrantriebsweiche können über ein zweites sekundäres Datenübertragungssystem mit dieser Substeuerung verbunden sein.

[0043] Die (untergeordnete) Substeuerung ist insbesondere derart eingerichtet, dass sie von der Hauptsteuerung wie ein Weichensteuerelement wahrgenommen wird. Dies meint insbesondere, dass die Hauptsteuerung bei Erhalt eines Weichensteuerbefehls zum Verstellen einer Mehrantriebsweiche einen Steuerbefehl für die Substeuerung erzeugt, der einem Steuerbefehl für ein Weichensteuerelement entspricht.

[0044] Ein Substeuermodul der Substeuerung ist eingerichtet zum Generieren einer Mehrzahl von Substeuerbefehlen für die (insbesondere sämtliche) Weichensteuerelemente der Mehrantriebsweiche der Substeuerung. Insbesondere kann das Substeuermodul der Substeuerung eingerichtet sein zum Übersetzen des erhaltenen Steuerbefehls in Steuerbefehle für die mehreren (z.B. zwei bis zu fünf) Weichensteuerelemente. Mit anderen Worten, das Substeuermodul der Substeuerung synchronisiert die mehreren Weichenantriebe einer Mehrantriebsweiche, insbesondere einer Schnellfahrweiche, für das Ausführen eines Stellvorgangs der Mehrantriebsweiche. In einfacher und definierter Weise kann insbesondere eine Mehrzahl von Mehrantriebsweichen durch eine Hauptsteuerung gesteuert werden.

[0045] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuerungsanordnung kann die Steuerungsanordnung eine Verbindungsplatte bzw. Leiterplatte umfassen. Die Verbindungsplatte kann bei einer Ausführungsform zumindest die Hauptsteuerung und zumindest das erste Weichensteuerelement und das zweite Weichensteuerelement aufweisen. Eine kompakte Baugruppe kann bereitgestellt werden. Eine Verbindungsplatte ist insbesondere eingerichtet zum elektrischen Verbinden der auf der Verbindungsplatte angeordneten Module/Elemente.

[0046] Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Verbindungsplatte die Hauptsteuerung und vier Weichensteuerelemente aufweisen. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Verbindungsplatte keine Hauptsteuerung aufweisen (sondern beispielsweise zwei oder mehr Weichensteuerelemente). Die Hauptsteuerung kann bei dieser Ausführungsform ein separates Element sein.

[0047] Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann die Verbindungsplatte eine Substeuerung und zumindest zwei Weichensteuerelemente (beispielsweise fünf Weichensteuerelemente) aufweisen.

[0048] Bei bevorzugten Varianten der Anmeldung kann die Steuerungsanordnung aus einer Mehrzahl der vorbeschriebenen Verbindungsplatten gebildet sein, die miteinander verbunden werden können.

[0049] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuerungsanordnung kann die Steuerungsanordnung eine Verbindungsplatte mit zumindest einem ersten Steckplatz und einem zweiten Steckplatz umfassen. Insbesondere können drei oder mehr Steckplätze (z.B. zwischen zwei und fünf) vorhanden sein. Ein Steckplatz kann zur Aufnahme eines Weichensteuerelements eingerichtet sein. Insbesondere kann in den ersten Steckplatz das erste Weichensteuerelement einsteckbar sein und in den zweiten Steckplatz das zweite Weichensteuerelement einsteckbar sein. Sämtliche Weichensteuerelemente und/oder Steckplätze können hardwaretechnisch identisch gebildet sein. In einfacher Weise kann ein Austausch eines Weichensteuerelements erfolgen. Ein defektes Weichensteuerelement ist insbesondere durch die definierte Schnittstelle zur Verbindungsplatte unabhängig und einfach austauschbar (Hot-Plug Fähigkeit). Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuerungsanordnung kann die Steuerungsanordnung (insbesondere die Verbindungsplatte) mindestens einen Spannungswandler umfassen, eingerichtet zum Versorgen zumindest der Hauptsteuerung und zumindest des ersten Weichensteuerelements und des zweiten Weichensteuerelements mit elektrischer Energie, insbesondere bei einer bestimmten Spannung. Der Spannungswandler dient insbesondere der Versorgung der Logikbausteine der Steuerungsanordnung mit elektrischer Energie.

[0050] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuerungsanordnung kann das Steuermodul und/oder das Substeuermodul eingerichtet sein zum Ansteuern einer Mehrzahl von Weichenantrieben 1 bis n einer Mehrantriebsweiche durch Generieren einer Mehrzahl von Steuerbefehlen, basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl (bzw. Steuerbefehl) und einem gespeicherten Weichenansteuermuster. Ein Weichenansteuermuster kann insbesondere zumindest einen ersten Startzeitpunkt bzw. Aktivierungszeitpunkt des ersten Weichensteuerelements (bzw. des ersten Weichenantriebs) und einen zweiten Startzeitpunkt bzw. Aktivierungszeitpunkt des zweiten Weichensteuerelements (bzw. des zweiten Weichenantriebs) angeben, insbesondere von sämtlichen anzusteuernden Weichensteuerelementen. Beispielsweise kann ein Weichenansteuermuster angeben, mit welchem zeitlichen Versatz das zweite Weichensteuerelemente zu dem ersten Weichensteuerelement anzusteuern ist. In entsprechender Weise kann der Startzeitpunkt bzw. Aktivierungszeitpunkt für jedes weitere zu aktivierende Weichensteuerelement in dem Weichenansteuermuster festgelegt sein. In definierter und synchronisierter Weise kann eine Mehrzahl von Weichenantrieben insbesondere einer Mehrantriebsweiche aktiviert werden.

[0051] Das Steuermodul und/oder das Substeuermodul kann/können eingerichtet sein zum Generieren der Mehrzahl von Steuerbefehlen derart, dass zumindest zwei Weichenantriebe der Mehrantriebsweiche zumindest teilweise gleichzeitig gestellt werden, wie bereits beschrieben wurde. Insbesondere kann/können das Steuermodul und/oder das Substeuermodul mehrere Weichensteuerelemente nach dem gespeicherten Weichenansteuermuster gemeinsam ansteuern.

[0052] Insbesondere kann/können das Steuermodul und/oder das Substeuermodul eingerichtet sein zum Generieren der Mehrzahl von Steuerbefehlen derart, dass bei einem Stellvorgang einer Mehrantriebsweiche mit n Weichenantrieben die Einschaltzeitpunkte der Mehrzahl von Weichenantrieben 1 bis n aufeinander abstimmt sind, insbesondere unter Berücksichtigung der vorliegenden Anordnung der Weichenantriebe entlang der Mehrantriebsweiche. n ist hierbei eine natürliche Zahl, welche die Anzahl an Weichenantrieb angibt. n kann zwischen 2 und 8 liegen, vorzugsweise zwischen 2 und 5.

[0053] Es können beim Ansteuern der Mehrzahl von Weichenantrieben 1 bis n die Abstände der Mehrzahl von Weichenantriebe 1 bis n vom Einspannpunkt der zu verbiegenden Gleisstücke, die an den Weichenantrieben 1 bis n eingestellten Parameter (z.B. Umlaufgeschwindigkeit) und die Antriebstypen-bedingten (nicht einstellbaren) Parameter (z.B. Maximalkräfte) berücksichtigt werden derart, dass der Stellvorgang der Weiche hinsichtlich der notwenigen Stellkräfte und deren Verteilung auf die Weichenantriebe 1 bis n optimiert werden kann. Insbesondere werden die Weichenantriebe einer Mehrantriebsweiche anmeldungsgemäß mechanisch geringer beansprucht.

[0054] Insbesondere kann/können das Steuermodul und/oder das Substeuermodul von Mehrantriebweichen mit n Antrieben eingerichtet sein zum Erfassen von wenigsten einer der nachfolgenden Größen: der Stellwege s₁ bis s_n der Weichenantriebe 1 bis n, der Zeitdauern t₁ bis t_n zum Erreichen der Endpositionen der Weichenantriebe 1 bis n und/oder der Stromaufnahmen I₁ bis I_n der Weichenantriebe 1 bis n. Bei einem Erfassen von mindestens einer dieser Größen kann das Steuermodul und/oder das Substeuermodul ferner eingerichtet sein zum Vergleichen der mindestens einen erfassten Größe mit einer vorgegebenen entsprechenden Referenzgröße. Vorzugsweise kann das Steuermodul und/oder das Substeuermodul eingerichtet sein zum Vergleichen der erfassten Zeitdauern t₁ bis t_n mit definierten Zeitgrenzwerten und zum Erzeugen eines Signals bei Überschreiten mindestens eines definierten Zeitgrenzwertes und/oder zum Vergleichen der erfassten Stromaufnahmen I₁ bis I_n mit definierten Stromgrenzwerten und zum Erzeugen eines Signals bei Überschreiten mindestens eines definierten Stromgrenzgrenzwertes. Hierdurch können Fehlerzustände, Schwergang oder Wartungsbedarf der Mehrantriebsweiche erkannt und insbesondere signalisiert werden.

[0055] Insbesondere können in der Steuerungsanordnung von Mehrantriebweichen mit n Weichenantrieben die Zeitgrenzwerte und/oder die Stromgrenzwerte gebildet werden in Abhängigkeit von wenigstens einer der nachfolgenden Größen: Abstände der Weichenantriebe 1 bis n vom Einspannpunkt der zur verbiegenden Gleisstücke, mechanisches Widerstandsmoment der zu verbiegenden Gleisstücke, Stellwege s₁ bis s_n der Weichenantriebe 1 bis n, und/oder Geschwindigkeiten v₁ bis v_n der Weichenantriebe 1 bis n. Auf diese Weise kann die Überwachung der Mehrantriebsweiche angepasst werden an die Einbausituation einer individuellen Weiche und an ihr Verhalten beim Stellvorgang.

[0056] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Steuerungsanordnung kann das Steuermodul der Hauptsteuerung und/oder das Substeuermodul eingerichtet sein zum Parametrieren zumindest des ersten Weichensteuerelements, basierend auf dem Weichantriebstyp eines ersten Weichenantriebs, der dem ersten Weichensteuerelement zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuermodul der Hauptsteuerung und/oder das Substeuermodul eingerichtet sein zum Parametrieren zumindest des zweiten Weichensteuerelements, basierend auf dem Weichantriebstyp eines zweiten Weichenantriebs, der dem zweiten Weichensteuerelement zugeordnet ist. Insbesondere kann eine Hauptsteuerung und/oder eine Substeuerung eine Parametrierung für die jeweiligen Weichensteuerelemente (z.B. welcher Weichenantrieb wird über welchen Steckplatz angesteuert) umfassen. Die Hauptsteuerung und/oder eine Substeuerung parametriert die jeweiligen Weichensteuerelemente insbesondere abhängig vom Steckplatz.

[0057] Vorzugsweise kann jedes Weichensteuerelement entsprechend parametrierbar sein. Hierdurch kann die Steuerungsanordnung aufwandsarm auf den angeschlossenen Weichenantriebstyp angepasst werden (Parametrierbarkeit). Insbesondere kann die Parametrierung steckplatzabhängig erfolgen. Vorzugsweise kann das Steuermodul und/oder Substeuermodul eingerichtet sein zum Parametrieren eines Weichensteuerelements, wenn ein Verbinden des Weichensteuerelements mit dem mindestens einen sekundären Datenübertragungssystem detektiert wird. Insbesondere wenn ein Einstecken des Weichensteuerelements in einen Steckplatz detektiert wird, kann (automatisch) die Parametrierung des neu eingesteckten Weichensteuerelements erfolgen.

[0058] Das verfahrensabhängige Verhalten der Steuerungsanordnung kann ausschließlich durch Software hergestellt werden. Dies umfasst sowohl die unabhängige oder synchronisierte Steuerung (z.B. entsprechend einem zuvor beschriebenen gespeicherten Weichenansteuermuster) mehrerer Weichenantriebe (ein oder mehrere Antriebe an einer Weiche), als auch die Steuerung abhängig vom Typ des Weichenantriebs (z.B. wie schnell nach Beginn eines Umlaufs der N-Leiterstrom abgeschaltet wird) und von der Weiche selbst (z.B. maximale Umstellzeit). Die typabhängigen Parameter können über die Hauptsteuerung dem Weichensteuerelement bei der Aufrüstung mitgeteilt werden. Bei der Aufrüstung der Steuerungsanordnung kann in der Hauptsteuerung festgelegt werden, über welchen Steckplatz welcher Antriebstyp gesteuert wird. Die Weichensteuerelemente werden dementsprechend durch die Hauptsteuerung parametriert - insbesondere auch nach einem Austausch.

[0059] Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Weichensteuersystem für ein Schienensystem. Das Weichensteuersystem umfasst mindestens eine zuvor beschriebene Steuerungsanordnung. Das Weichensteuersystem umfasst zumindest einen ersten über eine erste zumindest vieradrige elektrische Verbindung mit dem ersten Weichensteuerelement verbundenen Weichenantrieb. Das Weichensteuersystem umfasst zumindest einen zweiten über eine zweite zumindest vieradrige elektrische Verbindung mit dem zweiten Weichensteuerelement verbundenen Weichenantrieb.

[0060] Wie beschrieben wurde, können vorzugsweise zwei oder mehr Weichenantriebe vorgesehen sein.

[0061] Gemäß einer Ausführungsform des Weichensteuersystems kann das Weichensteuersystem mindestens eine erste Weiche mit dem ersten Weichenantrieb und mindestens eine zweite Weiche mit dem zweiten Weichenantrieb umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Weichensteuersystem mindestens eine Mehrantriebsweiche mit mindestens dem ersten Weichenantrieb und dem zweiten Weichenantrieb umfassen. Ferner kann das Weichensteuersystem mindestens ein Stellwerk umfassen.

[0062] Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein (zuvor beschriebenes) Schienensystem, umfassend ein zuvor beschriebenes Weichensteuersystem.

[0063] Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren zum Verstellen von Weichen, insbesondere unter Verwendung einer zuvor beschriebenen Steuerungsanordnung. Das Verfahren umfasst:

• Empfangen, durch eine Hauptsteuerung einer Steuerungsanordnung, eines Weichensteuerbefehls von einem über mindestens ein primäres Datenübertragungssystem mit einem Datenübertragungssystemeingang der Hauptsteuerung verbindbaren Stellwerk,
• Generieren, durch mindestens ein Steuermodul der Hauptsteuerung, mindestens eines Steuerbefehls für mindestens ein Weichensteuerelement der zumindest zwei Weichensteuerelemente der Steuerungsanordnung, zumindest basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl,
• wobei jedem Weichensteuerelement ein Weichenantrieb zugeordnet ist,
• Ausgeben, durch einen Datenübertragungssystemausgang der Hauptsteuerung, des mindestens einen generierten Steuerbefehls für das mindestens eine Weichensteuerelement, und
• Ansteuern, durch das mindestens eine Weichensteuerelement, des zugeordneten Weichenantriebs bei einem Empfang des ausgegebenen Steuerbefehls durch das Weichensteuerelement.

[0064] Ein/e zuvor beschriebene/s Modul, Element, Vorrichtung etc. kann zumindest teilweise Hardwareelemente (z.B. Prozessor, Speichermittel etc.) und/oder zumindest teilweise Softwareelemente (z.B. ausführbaren Code) umfassen. Es sei ferner angemerkt, dass Begriffe, wie "erste"; "zweite", "weitere" etc. nicht eine Reihenfolge angeben, sondern insbesondere zur Unterscheidung zweier Elemente (z.B. Weiche, Weichenantrieb, Datenübertragungssystem, etc.) dienen.

[0065] Die Merkmale der Steuerungsanordnungen, der Weichensteuersysteme und Verfahren sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.

[0066] Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die anmeldungsgemäße Steuerungsanordnung, das anmeldungsgemäße Weichensteuersystem und das anmeldungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1

eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Steuerungsanordnung gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 2

eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Steuerungsanordnung gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 3

eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Steuerungsanordnung gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 4a-f

schematische Ansicht weiterer Ausführungsbeispiele von Steuerungsanordnungen gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 5a

ein Diagramm mit einem beispielhaften zeitlichen Verhalten von Weichenantrieben einer Steuerungsanordnung gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 5b

ein Diagramm mit einem beispielhaften zeitlichen Verhalten von Weichenantrieben einer Steuerungsanordnung gemäß der Anmeldung,

Fig. 6

eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Weichensteuersystems gemäß der vorliegenden Anmeldung, und

Fig. 7

ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung.

[0067] Nachfolgend werden für ähnliche Elemente ähnliche Bezugszeichen verwendet.

[0068] Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Steuerungsanordnung 100 für zumindest zwei (nicht dargestellte) Weichen beispielweise eines Schienensystems. Die Steuerungsanordnung 100 umfasst mindestens eine Hauptsteuerung 102 und mindestens zwei Weichensteuerelemente 104.1, 104.2.

[0069] Wie zu erkennen ist, weist die Hauptsteuerung 102 zumindest einen Datenübertragungssystemeingang 106 und einen Datenübertragungssystemausgang 108 auf. An den Datenübertragungssystemeingang 106 ist ein primäres Datenübertragungssystem 110 (z.B. ein Primärbus) angeschlossen. Über das primäre Datenübertragungssystem 110 kann die Hauptsteuerung 102 Daten von einem (nicht gezeigten) Stellwerk eines Eisenbahnsteuerungssystems erhalten. Insbesondere können Daten mit dem Stellwerk über das primäre Datenübertragungssystem 110 bidirektional ausgetauscht werden. Der Datenübertragungssystemeingang 106 der Hauptsteuerung 102 ist zumindest eingerichtet zum Empfangen eines Weichensteuerbefehls von dem über das mindestens eine primäre Datenübertragungssystem 110 mit dem Datenübertragungssystemeingang 106 verbindbaren Stellwerk.

[0070] Ferner ist zumindest ein sekundäres Datenübertragungssystem 112 (z.B. ein Sekundärbus) vorgesehen, welches das erste Weichensteuerelement 104.1 und das zweite Weichensteuerelement 104.2 mit der Hauptsteuerung 102 kommunikativ verbindet. Insbesondere kann jedes Weichensteuerelement 104.1, 104.2 einen Datenübertragungssystemeingang 114 aufweisen. Das mindestens eine sekundäres Datenübertragungssystem112 kann die Datenübertragungssystemeingänge 114 der Weichensteuerelemente 104.1, 104.2 mit dem Datenübertragungssystemausgang 108 der Hauptsteuerung 102 verbinden.

[0071] Ferner ist jedes Weichensteuerelement 104.1, 104.2 mit (genau) einem (nicht gezeigten) Weichenantrieb über eine zumindest vieradrige elektrische Verbindung 120 verbindbar. Jedem Weichensteuerelement 104.1, 104.2 ist jeweils ein Weichenantrieb eindeutig zugeordnet. Beispielsweise kann jedes Weichensteuerelement 104.1, 104.2 einen Antriebsanschluss 118 aufweisen, eingerichtet zum Anschließen der zumindest vieradrigen elektrischen Verbindung 120.

[0072] Die Hauptsteuerung 102 umfasst mindestens ein Steuermodul 116. Das Steuermodul 116 ist eingerichtet zum Generieren mindestens eines Steuerbefehls für mindestens ein Weichensteuerelement 104.1, 104.2 der zumindest zwei Weichensteuerelemente 104.1, 104.2, zumindest basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl. Der Weichensteuerbefehl kann die mindestens eine zu verstellende Weiche bzw. den mindestens einen anzusteuernden Weichenantrieb enthalten. Beispielsweise können mindestens eine entsprechende Weichenkennung und/oder Weichenantriebskennung und eine (auch implizit) Stellinstruktion enthalten sein. Es versteht sich, dass bei Varianten der Anmeldung weitere Daten in einem Weichensteuerbefehl enthalten sein können.

[0073] Beispielsweise basierend auf der Weichenkennung und/oder Weichenantriebskennung und einer in der Hauptsteuerung 102 gespeicherten Adresszuordnungstabelle kann das mindestens eine anzusteuernde Weichensteuerelement 104.1, 104.2 bzw. die mindestens eine Adresse im sekundären Datenübertragungssystem bestimmt werden. Der mindestens eine generierte Steuerbefehl kann vorzugsweise die Adresse im sekundären Datenübertragungssystem enthalten.

[0074] Der Datenübertragungssystemausgang 108 der Hauptsteuerung 102 ist zum Ausgeben des mindestens einen generierten Steuerbefehls für das mindestens eine Weichensteuerelement 104.1, 104.2 eingerichtet.

[0075] Das mindestens eine Weichensteuerelement 104.1, 104.2 ist insbesondere eingerichtet zum Ansteuern des zugeordneten Weichenantriebs (unmittelbar) bei einem Empfang des ausgegebenen Steuerbefehls durch das Weichensteuerelement 104.1, 104.2. Mit anderen Worten, unmittelbar nach einem Empfang eines Steuerbefehls kann ein (nicht gezeigtes) Weichensteuermodul ein Versorgen des zugeordneten Weichenantriebs mit elektrischer Energie über die z.B. vieradrige elektrische Verbindung bewirken.

[0076] Insbesondere kann ein Weichensteuerelement 104.1, 104.2 anhand Adresse im sekundären Datenübertragungssystem des mindestens einen Steuerbefehls feststellen, ob der Steuerbefehl an dieses Weichensteuerelement 104.1, 104.2 gerichtet ist oder nicht. Wenn die Adresse im sekundäre Datenübertragungssystem des Steuerbefehls mit der Adresse im sekundären Datenübertragungssystems des ersten Weichensteuerelements 104.1 übereinstimmt, dann bewirkt das erste Weichensteuerelement 104.1 ein Ansteuern des zugeordneten Weichenantriebs über die Verbindung 120. Wenn die Adresse im sekundären Datenübertragungssystems des Steuerbefehls mit Adresse im sekundären Datenübertragungssystems des ersten Weichensteuerelements 104.1 nicht übereinstimmt, dann bewirkt das erste Weichensteuerelement 104.1 kein Ansteuern des zugeordneten Weichenantriebs über die Verbindung 120.

[0077] Das Steuermodul 116 ist vorzugsweise eingerichtet zumindest zum Generieren eines ersten Steuerbefehls für das erste Weichensteuerelement 104.1 und eines zweiten Steuerbefehls für das zweite Weichensteuerelement 104.2, derart, dass die jeweiligen Weichenantriebe des ersten und zweiten Weichensteuerelements 104.1, 104.2 zumindest teilweise gleichzeitig angesteuert und insbesondere zumindest teilweise gleichzeitig verstellt werden bzw. umlaufen.

[0078] Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Steuerungsanordnung 200 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel beschrieben, und ansonsten wird auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.

[0079] Wie in der Figur 2 zu erkennen ist, umfasst die Steuerungsanordnung 200 eine Hauptsteuerung 202 mit einem Datenübertragungssystemeingang 206 für ein primäres Datenübertragungssystem 210, einem Datenübertragungssystemausgang 208 für ein sekundäres Datenübertragungssystem 212 und einem Steuermodul 216. Das Steuermodul 216 kann vorzugsweise aus einer zweikanaligen Controllereinheit 216.1, 216.2 gebildet sein. Optional weist die Hauptsteuerung 202 vorliegend einen Diagnosebusanschluss 230 für einen Diagnosebus 232 auf.

[0080] Darüber hinaus weist die Steuerungsanordnung 200 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Weichensteuerelemente 204.1 bis 204.4 auf. Sämtliche Weichensteuerelemente 204.1 bis 204.4 können hardwaremäßig identisch gebildet sein. Ein Weichensteuerelement 204.1 bis 204.4 kann einen Datenübertragungssystemeingang 214 für das sekundäre Datenübertragungssystem 212 und einen Antriebsanschluss 218 für die vorliegend vieradrige elektrische Verbindung 220 umfassen.

[0081] Die vieradrige elektrische Verbindung 220 kann insbesondere die Leiter L1, L2, L3 und N aufweisen und beispielsweise als Kupferkabel gebildet sein. Optional weist ein Weichensteuerelement 204.1 bis 204.4 vorliegend einen Diagnosebusanschluss 236 für den Diagnosebus 232 auf.

[0082] Ferner kann ein Weichensteuerelement 204.1 bis 204.4 mindestens ein Weichensteuermodul 234 umfassen. Das Weichensteuermodul 234 kann eingerichtet sein zum Bewirken eines Versorgens des Weichenantriebs mit elektrischer Energie über die vieradrige elektrische Verbindung 220, indem beispielsweise ein Anlegen einer (vorgegebenen) Antriebsversorgungsspannung über die zumindest vieradrige elektrische Verbindung 220 an den Weichenantrieb bewirkt wird. Dies erfolgt insbesondere basierend auf dem empfangenen Steuerbefehl.

[0083] Das Weichensteuermodul 234 kann vorzugsweise aus einer zweikanaligen Controllereinheit 234.1, 234.2 gebildet sein.

[0084] Wie ferner zu erkennen ist, weist insbesondere jedes Weichensteuerelement 204.1 bis 204.4 ein Schütz 238 (insbesondere ein Hochleistungsschütz) und mindestens ein Relais 240 auf, vorzugsweise eine Mehrzahl von Relais. Vorzugsweise kann ein Weichensteuerelement 204.1 bis 204.4 ferner mindestens eine (nicht gezeigte) Sicherung aufweisen, insbesondere eine Mehrzahl von Sicherungen.

[0085] Das mindestens eine Relais 240 ist insbesondere ein durch das Weichensteuermodul 234 ansteuerbares Schaltrelais 240. Insbesondere ist das mindestens eine Relais 240 zum Bewirken eines Versorgens des Weichenantriebs mit elektrischer Energie über die zumindest vieradrige elektrische Verbindung 220 durch das Weichensteuermodul 234 ansteuerbar.

[0086] Vorzugsweise umfasst ein Weichensteuerelement 204.1 bis 204.4 ein Überwachungsmodul 242, insbesondere in Form eines Strommessmoduls 242. Das Überwachungsmodul 242 kann eingerichtet sein zum Überwachen des Weichenantriebszustands. Insbesondere kann zumindest der N-Leiter der vieradrigen elektrischen Verbindung 220 durch das Überwachungsmodul 242 überwacht werden.

[0087] Ferner umfasst die dargestellte Steuerungsanordnung 200 einen Spannungswandler 244, eingerichtet zum Versorgen der Logikbausteine zumindest der Hauptsteuerung 202 und zumindest der Weichensteuerelemente 204.1 bis 204.4 mit elektrischer Energie.

[0088] Die Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Steuerungsanordnung 300 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben, und ansonsten wird auf die vorherigen Ausführungen verwiesen. Für eine bessere Übersicht wurde auf die Darstellung von Details (z.B. Steuermodul, Datenübertragungssystemeingänge und - ausgänge etc.) verzichtet.

[0089] Wie aus der Figur 3 zu entnehmen ist, weist die Steuerungsanordnung 300 eine Verbindungsplatte 350 bzw. eine Leiterplatte 350 auf. Auf der Verbindungsplatte 350 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Hauptsteuerung 302, fünf Weichensteuerelemente 304.1 bis 304.5 und der Spannungswandler 344 angeordnet. Unter anderem umfasst ein Weichensteuerelement 304.1 bis 304.5 ein Schütz 338.

[0090] Ferner ist auf der Verbindungsplatte 350 ein Anschluss 310 für ein primäres Datenübertragungssystem, ein Anschluss 312 für ein sekundäres Datenübertragungssystem, fünf vieradrige elektrische Verbindungen 320, zwei Diagnosebusse 332.1, 332.2 und ein Leistungsanschluss 352 angeordnet, insbesondere ein 400 V AC Leistungsanschluss. Der Spannungswandler 344 kann mit einem 60 V DC Anschluss 356 verbunden sein und über weitere Verbindungen die verschiedenen Logikbausteine mit elektrischer Energie versorgen.

[0091] Wie bereits beschrieben wurde, kann der Leistungsanschluss 352 eingerichtet sein zum Verbinden der Weichensteuerelemente 304.1 bis 304.5 mit einer Spannungsversorgung, insbesondere einer 400 V Spannungsversorgung, zum Bereitstellen der für einen Weichenantrieb benötigten elektrischen Energie. Das jeweilige Weichensteuermodul (nicht dargestellt) eines Weichensteuerelements 304.1 bis 304.5 kann eingerichtet sein zum Bewirken eines Versorgens eines jeweiligen Weichenantriebs mit elektrischer Energie durch ein Ansteuern des jeweiligen Relais derart, dass ein Stromfluss von dem Leistungsanschluss 352 zur zumindest vieradrigen elektrischen Verbindung 320 ermöglicht wird. In entsprechender Weise kann nach einer Detektion durch ein Überwachungsmodul, dass die Weichenzunge die gewünschte Endlage erreicht hat, das Relais durch das Weichensteuermodul derart angesteuert werden, dass keine Spannung an der zumindest vieradrigen elektrische Verbindung 320 mehr anliegt (und damit der Stromfluss unterbrochen wird).

[0092] Die Figuren 4a bis 4f zeigen schematische Ansichten weiterer Ausführungsbeispiele von Steuerungsanordnungen 300 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben, und ansonsten wird auf die vorherigen Ausführungen verwiesen. Für eine bessere Übersicht wurde auf die Darstellung von Details (z.B. Steuermodul, Datenübertragungssystemeingänge und -ausgänge, vieradrige Verbindung etc.) verzichtet.

[0093] Das in der Figur 4a gezeigte Ausführungsbeispiel einer Steuerungsanordnung 400 umfasst zwei Verbindungsplatten 450, wobei auf jeder Verbindungsplatte 450 jeweils eine Hauptsteuerung 402 und beispielhaft vier Weichensteuerelemente 404 angeordnet sind.

[0094] Ein Stellwerk 460 ist über ein primäres Datenübertragungssystem 410 mit den Hauptsteuerungen 402 verbunden. Jede Hauptsteuerung 402 ist über ein jeweiliges sekundäres Datenübertragungssystem 412 mit den jeweiligen Weichensteuerelementen 404 verbunden. Diese Ausführungsform ist insbesondere geeignet, eine Stand-der-Technik Weichensteuerung zu ersetzen. Mit anderen Worten, diese Ausführungsform ist abwärtskompatibel.

[0095] Wie aus der Figur 4b zu erkennen ist, ist bei dieser Steuerungsanordnung 400 nur eine nicht auf einer Verbindungsplatte angeordnete Hauptsteuerung 402 vorgesehen. Über ein sekundäres Datenübertragungssystem 412 ist die Hauptsteuerung 402 mit beispielhaften fünf Weichensteuerelementen 404 einer ersten Verbindungsplatte 450 und mit beispielhaften fünf Weichensteuerelementen 404 einer weiteren Verbindungsplatte 450 verbunden.

[0096] Im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach Figur 4b ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 4c die Hauptsteuerung 402 auf der ersten Verbindungsplatte 450 zusammen mit den fünf Weichensteuerelementen 404 der ersten Verbindungsplatte 450 angeordnet.

[0097] Die in den Figuren 4d bis 4f gezeigten beispielhaften Steuerungsanordnungen 400 sind insbesondere eingerichtet zum Stellen mindestens einer Mehrantriebsweiche.

[0098] Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4d ist die Hauptsteuerung 402 auf einer ersten Verbindungsplatte 450 mit drei Weichensteuerelementen 404 angeordnet.

[0099] Über ein erstes sekundäres Datenübertragungssystem 412 sind diese Weichensteuerelemente 404 und eine Substeuerung 462 mit der Hauptsteuerung verbunden. An der Substeuerung 462 sind über ein zweites sekundäres Datenübertragungssystem 464 beispielhaft fünf weitere Weichensteuerelemente 404 angeschlossen.

[0100] Die (untergeordnete) Substeuerung 462 ist insbesondere derart eingerichtet, dass sie von der Hauptsteuerung 402 wie ein Weichensteuerelement wahrgenommen wird.

[0101] Dies meint insbesondere, dass die Hauptsteuerung 402 bei Erhalt eines Weichensteuerbefehls zum Verstellen einer Mehrantriebsweiche einen Steuerbefehl für die Substeuerung 462 erzeugt, der einem Steuerbefehl für ein Weichensteuerelement entspricht.

[0102] Die Substeuerung 462 kann eingerichtet sein zum Ansteuern einer Mehrzahl von Weichenantrieben (genau) einer Mehrantriebsweiche durch Generieren einer Mehrzahl von Steuerbefehlen, basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl (bzw. Steuerbefehl) und einem in der Substeuerung 462 gespeicherten Weichenansteuermuster. Das Weichensteuermuster gibt insbesondere die Startzeitpunkte bzw. Aktivierungszeitpunkte der Weichenantriebe bzw. Weichensteuerelemente an.

[0103] Die Substeuerung 462 kann eingerichtet sein zum Generieren der Mehrzahl von Steuerbefehlen, derart, dass zumindest zwei Weichenantriebe der Mehrantriebsweiche zumindest teilweise gleichzeitig gestellt werden, wie bereits beschrieben wurde. Insbesondere kann die Substeuerung 462 mehrere Weichensteuerelemente 404 entsprechend dem gespeicherten Weichenansteuermuster gemeinsam ansteuern, so dass die Weichenantriebe zumindest teilweise gleichzeitig mit elektrischer Energie versorgt werden.

[0104] Diese Ausführungsform ist insbesondere geeignet, eine Stand-der-Technik Weichensteuerung um die Möglichkeit der Ansteuerung einer Mehrantriebsweiche zu erweitern. Mit anderen Worten, diese Ausführungsform ist abwärtskompatibel.

[0105] In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4e ist nur eine nicht auf einer Verbindungsplatte angeordnete Hauptsteuerung 402 vorgesehen. Über ein erste sekundäres Datenübertragungssystem 412 sind fünf Weichensteuerelemente 404 einer ersten Verbindungsplatte 450 und eine Substeuerung 462 einer weiteren Verbindungsplatte 450 mit der Hauptsteuerung 402 verbunden. An der Substeuerung 462 sind über ein zweites sekundäres Datenübertragungssystem464 beispielhaft fünf weitere Weichensteuerelemente 404 angeschlossen, die auf einer weiteren Verbindungsplatte 450 angeordnet sind.

[0106] Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4d sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4f auf beiden Verbindungsplatten 450 jeweils beispielhaft fünf Weichensteuerelemente 404 angeordnet.

[0107] In den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind stets zwei Verbindungsplatten dargestellt. Es versteht sich, dass bei Varianten der Anmeldung auch mehr als zwei Verbindungsplatten vorgesehen sein können und/oder die Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.

[0108] Die Figur 5a zeigt ein Diagramm mit einem beispielhaften zeitlichen Verhalten von Weichenantrieben einer Steuerungsanordnung gemäß dem Stand der Technik und die Figur 5b ein Diagramm mit einem beispielhaften zeitlichen Verhalten von Weichenantrieben einer Steuerungsanordnung gemäß der Anmeldung.

[0109] Beispielhaft sind Weichenantriebe 1 bis 4 in den Figuren 5a und 5b dargestellt. Der Weichenantrieb 1 wird zum Startzeitpunkt t₁, der Weichenantrieb 2 zum Startzeitpunkt t₂, der Weichenantrieb 3 zum Startzeitpunkt t₃ und der Weichenantrieb 4 zum Startzeitpunkt t₄ aktiviert. Mit dem Bezugszeichen 568 ist ein Umlauf einer Weiche bzw. eines Weichenantriebs bezeichnet.

[0110] Wie zu erkennen ist, kann beim Stand der Technik der Weichenantrieb 2 erst dann aktiviert werden, wenn festgestellt wird, dass der Weichenantrieb 1 bzw. die Weiche umgelaufen ist. Entsprechendes gilt beim Stand der Technik für die weiteren Weichenantriebe.

[0111] Anmeldungsgemäß können die Weichenantrieb 1 bis 4 zumindest teilweise gleichzeitig aktiviert sein und umlaufen, vorzugsweise basierend auf einem gespeicherten Weichenansteuermuster, wie bereits beschrieben wurde. Das Steuermodul einer Hauptsteuerung und/oder ein Substeuermodul einer Substeuerung kann/können eingerichtet sein zumindest zum Generieren von Steuerbefehlen für die entsprechenden Weichensteuerelemente, derart, dass die jeweiligen Weichenantriebe zumindest teilweise gleichzeitig und mit versetzten Startzeitpunkten t₁ bis t₄ angesteuert werden, wie in der Figur 5b gezeigt ist. Insbesondere können die Startzeitpunkte t₁ bis t₄ durch ein gespeichertes Weichenansteuermuster vorgegeben sein.

[0112] Die Figur 6 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Weichensteuersystems 670 gemäß der vorliegenden Anmeldung.

[0113] Zu Gunsten einer besseren Übersicht wurde auf eine Darstellung von Details der Steuerungsanordnung 600 verzichtet. Ferner ist für eine bessere Übersicht lediglich eine Weiche 680 eines Schienensystems 686 dargestellt. Das Schienensystem 686 umfasst das Weichensteuersystem 670.

[0114] Eine Weiche 680 ist insbesondere eingerichtet zum Ermöglichen eines Gleisübergangs von einem ersten Gleis 682 auf ein zweites Gleis 684 eingerichtet.

[0115] Das Weichensteuersystem 670 umfasst mindestens eine Steuerungsanordnung 600 (z.B. nach Figur 1, 2, 3, 4a-f). Das Weichensteuersystem 670 umfasst einen ersten über eine erste zumindest vieradrige elektrische Verbindung 620 mit dem ersten Weichensteuerelement verbundenen Weichenantrieb 672. Ferner umfasst das Weichensteuersystem 670 zumindest einen zweiten über eine zweite zumindest vieradrige elektrische Verbindung mit dem zweiten Weichensteuerelement verbundenen (nicht dargestellten) Weichenantrieb.

[0116] Ferner kann das Weichensteuersystem 670 ein Stellwerk 660 umfassen, das über ein primäres Datenübertragungssystem 610 mit der Steuerungsanordnung 600 verbunden ist.

[0117] Ein Weichenantrieb 672 umfasst insbesondere einen fernansteuerbaren Elektromotor, ggf. eine Hydraulikpumpe, mindestens einen Endlagenschalter, mindestens eine Stellstange 678 und mindestens eine Prüferstange. Über die mindestens eine Stellstange 678 und die mindestens eine Prüferstange (in der Regel mindestens zwei Prüferstangen) ist der Weichenantrieb mit den Weichenzungen 674, 676 gekoppelt. Der Weichenantrieb 672 ist eingerichtet zum Bewegen der Weichenzungen 674, 676 von der ersten Endlage in die zweite Endlage (und umgekehrt), um die Weiche 680 zu stellen.

[0118] Vorzugsweise kann das Weichensteuersystem 670 die Weichen 680 umfassen.

[0119] Die Figur 7 zeigt ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahren gemäß der vorliegenden Anmeldung zum Verstellen von Weichen, insbesondere unter Verwendung einer zuvor beschriebenen Steuerungsanordnung (z.B. nach Figur 1, 2, 3, 4a-f).

[0120] In einem ersten Schritt 701 erfolgt ein Empfangen, durch eine Hauptsteuerung einer Steuerungsanordnung, eines Weichensteuerbefehls von einem über mindestens ein primäres Datenübertragungssystem mit einem Datenübertragungssystemeingang der Hauptsteuerung verbindbaren Stellwerk, wie beschrieben wurde.

[0121] In einem weiteren Schritt 702 erfolgt ein Generieren, durch mindestens ein Steuermodul der Hauptsteuerung, mindestens eines Steuerbefehls für mindestens ein Weichensteuerelement der zumindest zwei Weichensteuerelemente der Steuerungsanordnung, zumindest basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl, wie bereits beschrieben wurde.

[0122] Insbesondere können zwei oder mehr Steuerbefehle für eine entsprechende Anzahl von Weichensteuerelementen generiert werden. Jedem Weichensteuerelement ist (genau) ein Weichenantrieb zugeordnet.

[0123] In einem Schritt 703 erfolgt ein Ausgeben, durch einen Datenübertragungssystemausgang der Hauptsteuerung, des mindestens einen generierten Steuerbefehls für das mindestens eine Weichensteuerelement, wie beschrieben wurde. Insbesondere kann eine Mehrzahl von Steuerbefehlen zumindest nahezu gleichzeitig ausgegeben werden.

[0124] In einem Schritt 704 erfolgt ein Ansteuern, durch das mindestens eine Weichensteuerelement, des zugeordneten Weichenantriebs bei einem Empfang des ausgegebenen Steuerbefehls durch das Weichensteuerelement, wie bereits beschrieben wurde. Insbesondere erfolgt ein zumindest teilweise gleichzeitiges Ansteuern bzw. Versorgen von zwei Weichenantrieben mit elektrischer Energie.

[0125] Bei Detektion des Erreichens der gewünschten Endlage der Weiche kann die elektrische Versorgung des entsprechenden Weichenantriebs unterbrochen werden.

Bezugszeichenliste:

[0126] 

100

Steuerungsanordnung,

102

Hauptsteuerung

104

Weichensteuerelement

106

Datenübertragungssystemeingang

108

Datenübertragungssystemausgang

110

primäres Datenübertragungssystem

112

sekundäres Datenübertragungssystem

114

Datenübertragungssystemeingang

116

Steuermodul

118

Antriebsanschluss

120

elektrische Verbindung

200

Steuerungsanordnung

202

Hauptsteuerung

204

Weichensteuerelement

206

Datenübertragungssystemeingang

208

Datenübertragungssystemausgang

210

primäres Datenübertragungssystem

212

sekundäres Datenübertragungssystem

214

Datenübertragungssystemeingang

216

Steuermodul

218

Antriebsanschluss

220

elektrische Verbindung

230

Diagnosebusanschluss

232

Diagnosebus

234

Weichensteuermodul

236

Diagnosebusanschluss

238

Schütz

240

Relais

242

Überwachungsmodul

244

Spannungswandler

300

Steuerungsanordnung

302

Hauptsteuerung

304

Weichensteuerelement

310

primäres Datenübertragungssystem

312

sekundäres Datenübertragungssystem

320

elektrische Verbindung

332

Diagnosebusse

338

Schütz

344

Spannungswandler

350

Verbindungsplatte

352

Leistungsanschluss

356

Anschluss

400

Steuerungsanordnung

402

Hauptsteuerung

404

Weichensteuerelement

410

primäres Datenübertragungssystem

412

sekundäres Datenübertragungssystem

450

Verbindungsplatte

460

Stellwerk

462

Substeuerung

464

sekundäres Datenübertragungssystem

568

Weichenumlauf

600

Steuerungsanordnung

610

primäres Datenübertragungssystem

620

elektrische Verbindung

660

Stellwerk

670

Weichensteuersystem

672

Weichenantrieb

674

Weichenzunge

676

Weichenzunge

678

Stellstange

680

Weiche

682

erstes Gleis

684

zweites Gleis

686

Schienensystem

Ansprüche

1. Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) für Weichen (680), umfassend:

- mindestens eine Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402),

- mindestens ein über mindestens ein sekundäres Datenübertragungssystem (112, 212, 312, 412, 464) mit der Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402) verbundenes erstes Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) und mindestens ein über das mindestens eine sekundäre Datenübertragungssystem (112, 212, 312, 412, 464) mit der Hauptsteuerung verbundenes zweites Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404),

- wobei jedes Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) mit einem jeweils zugeordneten Weichenantrieb über eine zumindest vieradrige elektrische Verbindung (120, 220, 320, 420, 620) verbindbar ist,

- wobei die Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402) zumindest einen Datenübertragungssystemeingang (106, 206) und einen Datenübertragungssystemausgang (108, 208) umfasst,

- wobei der Datenübertragungssystemeingang (106, 206) eingerichtet ist zum Empfangen eines Weichensteuerbefehls von einem über mindestens ein primäres Datenübertragungssystem (110, 210, 310, 410, 610) mit dem Datenübertragungssystemeingang (106, 206) verbindbaren Stellwerk (460, 660),

- wobei die Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402) mindestens ein Steuermodul (116, 216) umfasst, eingerichtet zum Generieren mindestens eines Steuerbefehls für mindestens ein Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) der zumindest zwei Weichensteuerelemente (104, 204, 304, 404), zumindest basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl,

- wobei der Datenübertragungssystemausgang (108, 208) eingerichtet ist zum Ausgeben des mindestens einen generierten Steuerbefehls für das mindestens eine Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404), und

- wobei das mindestens eine Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) eingerichtet ist zum Ansteuern des zugeordneten Weichenantriebs (672) bei einem Empfang des ausgegebenen Steuerbefehls durch das Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404).

2. Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Steuermodul (116, 216) eingerichtet ist zumindest zum Generieren eines ersten Steuerbefehls für das erste Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) und eines zweiten Steuerbefehls für das zweite Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) derart, dass die jeweiligen Weichenantriebe (672) des ersten Weichensteuerelements (104, 204, 304, 404) und zweiten Weichensteuerelements (104, 204, 304, 404) zumindest teilweise gleichzeitig aktiviert werden
und/oder

- das Steuermodul (116, 216) eingerichtet ist zumindest zum Generieren eines ersten Steuerbefehls für das erste Weichensteuerelemente (104, 204, 304, 404) und eines zweiten Steuerbefehls für das zweite Weichensteuerelemente (104, 204, 304, 404) derart, dass die jeweiligen Weichenantriebe (672) des ersten Weichensteuerelements (104, 204, 304, 404) und zweiten Weichensteuerelements (104, 204, 304, 404) zumindest teilweise gleichzeitig und mit versetzten Startzeitpunkten aktiviert werden.

3. Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das mindestens eine Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) mindestens einen Datenübertragungssystemeingang (114, 214) umfasst, eingerichtet zum Empfangen des ausgegebenen Steuerbefehls, und

- das mindestens eine Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) mindestens ein Weichensteuermodul (234) umfasst, eingerichtet zum Bewirken des Versorgens des zugeordneten Weichenantriebs (672) mit elektrischer Energie über die zumindest vieradrige elektrische Verbindung (120, 220, 320, 420, 620), basierend auf den empfangenen Steuerbefehl.

4. Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das mindestens eine Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) ein Schütz (238, 338) und mindestens ein Relais (240) umfasst,

- wobei insbesondere das mindestens eine Relais (240) durch das Weichensteuermodul (234) ansteuerbar ist zum Bewirken des Versorgens des zugeordneten Weichenantriebs (672) mit elektrischer Energie über die zumindest vieradrige elektrische Verbindung (120, 220, 320, 420, 620).

5. Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Steuermodul (116, 216) eingerichtet ist zum Bestimmen des mindestens einen anzusteuernden Weichenantriebs (672), basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl,

- wobei das Steuermodul (116, 216) eingerichtet ist zum Bestimmen der Adresse im sekundären Datenübertragungssystem des Weichensteuerelements (104, 204, 304, 404), das dem bestimmten Weichenantrieb (672) zugeordnet ist,

- wobei der generierte Steuerbefehl die bestimmte Adresse im sekundären Datenübertragungssystem umfasst.

6. Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) mindestens eine mit der Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402) über ein erstes sekundäres Datenübertragungssystem (112, 212, 312, 412, 464) verbundene Substeuerung (462) umfasst,

- wobei die Substeuerung (462) über ein zweites sekundäres Datenübertragungssystem (112, 212, 312, 412, 464) zumindest mit dem ersten Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) und/oder dem zweiten Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) verbunden ist.

7. Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) eine Verbindungsplatte (350, 450) umfasst,

- wobei auf der Verbindungsplatte (350, 450) zumindest die Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402) und zumindest das erste Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) und/oder das zweite Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) angeordnet sind,
und/oder

- die Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) eine Verbindungsplatte (350, 450) mit zumindest einem ersten Steckplatz und einem zweiten Steckplatz umfasst,

- wobei in den ersten Steckplatz das erste Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) einsteckbar ist und in den zweiten Steckplatz das zweite Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) einsteckbar ist.

8. Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Steuermodul (116, 216) und/oder das Substeuermodul eingerichtet ist zum Ansteuern einer Mehrzahl von Weichenantrieben (672) einer Mehrantriebsweiche durch Generieren einer Mehrzahl von Steuerbefehlen, basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl und einem gespeicherten Weichenansteuermuster,

- wobei das Steuermodul (116, 216) und/oder das Substeuermodul eingerichtet ist zum Generieren der Mehrzahl von Steuerbefehlen derart, dass zumindest zwei Weichenantriebe (672) der Mehrantriebsweiche zumindest teilweise gleichzeitig aktiviert werden.

9. Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Steuermodul (116, 216) und/oder das Substeuermodul eingerichtet ist zum Ansteuern einer Mehrzahl von Weichenantrieben 1 bis n (672) einer Mehrantriebsweiche durch Generieren einer Mehrzahl von Steuerbefehlen, basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl und einem gespeicherten Weichenansteuermuster, wobei n eine natürliche Zahl zwischen 2 und 8 ist, insbesondere zwischen 2 und 6,

- wobei das Steuermodul (116, 216) und/oder das Substeuermodul eingerichtet ist zum Generieren der Mehrzahl von Steuerbefehlen derart, dass bei einem Stellvorgang einer Mehrantriebsweiche die Einschaltzeitpunkte der Mehrzahl von Weichenantrieben 1 bis n (672) aufeinander abstimmt sind unter Berücksichtigung der vorliegenden Anordnung der Weichenantriebe 1 bis n entlang der Mehrantriebsweiche und/oder der Parameter der Weichenantriebe 1 bis n (672).

10. Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach Anspruch 9, wobei das Steuermodul (116, 216) und/oder das Substeuermodul eingerichtet ist zum

- Erfassen von wenigsten einer der nachfolgenden Größen:

- Stellwege s₁ bis s_n der Weichenantriebe 1 bis n (672),

- Zeitdauern t₁ bis t_n zum Erreichen der Endpositionen der Weichenantriebe 1 bis n (672),

- Stromaufnahmen I₁ bis I_n der Weichenantriebe 1 bis n (672).

11. Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach Anspruch 10, wobei das Steuermodul (116, 216) und/oder das Substeuermodul eingerichtet ist zum

- Vergleichen der erfassten Zeitdauern t₁ bis t_n mit definierten Zeitgrenzwerten,
und

- Erzeugen eines Signals bei Überschreiten mindestens eines definierten Zeitgrenzwertes,
und/oder

- Vergleichen der erfassten Stromaufnahmen I₁ bis I_n mit definierten Stromgrenzwerten und

- Erzeugen eines Signals bei Überschreiten mindestens eines definierten Stromgrenzgrenzwertes.

12. Steuerungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitgrenzwerte und/oder die Stromgrenzwerte gebildet werden in Abhängigkeit von wenigstens einer der nachfolgenden Größen:

- Abstände der Weichenantriebe 1 bis n (672) vom Einspannpunkt der zur verbiegenden Gleisstücke,

- mechanisches Widerstandsmoment der zu verbiegenden Gleisstücke,

- Stellwege s₁ bis s_n der Weichenantriebe 1 bis n (672), und/oder

- Geschwindigkeiten v₁ bis v_n der Weichenantriebe 1 bis n (672).

13. Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Steuermodul (116, 216) eingerichtet ist zum Parametrieren zumindest des ersten Weichensteuerelements (104, 204, 304, 404), basierend auf dem Weichantriebstyp eines ersten Weichenantriebs (672), der dem ersten Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) zugeordnet ist,
und/oder

- das Steuermodul (116, 216) eingerichtet ist zum Parametrieren zumindest des zweiten Weichensteuerelements (104, 204, 304, 404), basierend auf dem Weichantriebstyp eines zweiten Weichenantriebs (672), der dem zweiten Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) zugeordnet ist.

14. Weichensteuersystem (670), umfassend:

- mindestens eine Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach einem der vorherigen Ansprüche,

- einen ersten über eine erste zumindest vieradrige elektrische Verbindung (120, 220, 320, 420, 620) mit dem ersten Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) verbundenen Weichenantrieb (672), und

- zumindest einen zweiten über eine zweite zumindest vieradrige elektrische Verbindung (120, 220, 320, 420, 620) mit dem zweiten Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) verbundenen Weichenantrieb (672).

15. Verfahren zum Verstellen von Weichen (680), insbesondere unter Verwendung einer Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend:

- Empfangen, durch eine Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402) einer Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600), eines Weichensteuerbefehls von einem über mindestens ein primäres Datenübertragungssystem (110, 210, 310, 410, 610) mit einem Datenübertragungssystemeingang (106, 206) der Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402) verbindbaren Stellwerk (460, 660),

- Generieren, durch mindestens ein Steuermodul (116, 216) der Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402), mindestens eines Steuerbefehls für mindestens ein Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) der zumindest zwei Weichensteuerelemente (104, 204, 304, 404) der Steuerungsanordnung (100, 200, 300, 400, 600), zumindest basierend auf dem empfangenen Weichensteuerbefehl,

- wobei jedem Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404) ein Weichenantrieb (672) zugeordnet ist,

- Ausgeben, durch einen Datenübertragungssystemausgang (108, 208) der Hauptsteuerung (102, 202, 302, 402), des mindestens einen generierten Steuerbefehls für das mindestens eine Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404), und

- Ansteuern, durch das mindestens eine Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404), des zugeordneten Weichenantriebs (672) bei einem Empfang des ausgegebenen Steuerbefehls durch das Weichensteuerelement (104, 204, 304, 404).

Zeichnung