Wisselstellers
Wisselstellers zijn de apparaten waarmee de beweegbare delen van een wissen (de tongen en soms ook het puntstuk) worden bewogen, vastgelegd en gecontroleerd. Ze vervullen drie functies:
- Omleggen van het wissel, door middel van het uitoefen van en kracht op de tongen en evt het beweegbare puntstuk
- Vergrendelen van het wissel door middel van interne of externe mechanische systemen om het wissel in de eistand te fixeren nadat de aandrijving is uitgeschakeld
- Bewaking c.q. detectie van de feitelijke positie van de beweegbare delen van het wissen en de terugmelding daarvan aan de beveiliging
Deze functies kunnen worden gecombineerd in een apparaat of door diverse apparaten worden geïmplementeerd.
Wisselstellers kunnen worden ingedeeld in een aantal generieke types, naar aandrijving, zoals handmatig/mechanisch, pneumatisch, elektrisch, (elektro-)hydraulisch. Lokaal of op afstand bediend, de snelheid waarmee ze omlopen, de toepassing, zoals bij spoorwegen of trams. En naar montagewijze bijv op een (lange dwarsligger of in een holle dwarsligger. We beperken ons hier tot de in de Nederlandse spoorinfrastructuur gebruikelijke types. Bronnen [2], [3] en [5] geven meer complete overzichten.
Wisselbediening
De eisen die aan wisselstellers gesteld worden zijn afhankelijk van de soort wisselbediening waarin ze worden gebruikt.
Handwisselsteller lokaal bediend
De tongen worden lokaal met handkracht omgelegd. Het voordeel van deze oplossing is de eenvoud van de installatie, het nadeel is de hoge krachtinspanning en de tijd die nodig is om van wissel naar wissel te lopen. Handmatige lokale wisselbediening wordt veel gebruikt in rangeergebieden en gebieden met weinig verkeer zoals opstelterreinen. Vergrendeling en detectie van de wisselstand is niet nodig waar op zicht gereden wordt, maar kan worden gerealiseerd door middel van grendels en sloten, bijvoorbeeld bij “grendels” (met hoge snelheid tegen de punt bereden aansluitwissels op de vrije baan).
In verband met de ARBO bezwaren door de grote kracht die nodig is voor het omleggen worden dit soort lokaal bediende wissels in toenemende mate voorzien van lokaal bediende elektrische, of hydraulische aandrijvingen.
Mechanisch op afstand bediend.
De wissels worden centraal bediend en de kracht wordt overgebracht door draden of stangen. Dit is de typische oplossing in mechanische beveiliging en wordt in Nederland nauwelijks nog gebruikt.
Centraal bediend
De wissel worden voorzien van elektrische of hydraulische aandrijvingen die centraal bediend worden. Inmiddels is dit de standaard voor alle wissel op de van interlockings voorziene emplacementen. Voor opstelterreinen waar hogere eisen aan de capaciteit van de rangeerbewegingen etc worden gesteld, bijv. op de Binckhorst, wordt soms volstaan met een gecentraliseerde wisselbediening waarvoor een lager SIL niveau wordt vereist.
Heuvelsystemen
Aan wisselstellers op (geautomatiseerde) heuvelsystemen worden vaak speciale eisen gesteld, zoals het snel om kunnen lopen, tussen afloopjes door.
Linkse en Rechtse steller
De ligging van een wisselsteller bij een wissel kan rechts of links zijn, gezien vanaf de voorkant van het wissel. ligt de steller rechts, dan is het een rechtse steller, ligt de steller links, dan hebben we te maken met een linkse steller.
Elektrische Wisselsteller
NSE steller
In Nederland is dit type wisselsteller bekend als de NSE steller waarvan we hier illustraties uit het oranje cursusboek “Het Wissel” (deel 1) tonen
De elektromotor en zijn aandrijfsysteem zijn ingebouwd in een behuizing voorzien van een afsluitbare deksel. De roterende beweging van de motor wordt door middel van een reductietandwiel, een frictie- en vasthoudkoppeling en een tandheugel met rondsel omgezet in een lineaire beweging.
Een ingebouwde wrijvingskoppeling met een ontgrendelveer, voorkomt dat de motor beschadigd raakt als de zich voorwerpen tussen tong en anadrijfspoorstaaf bevinden, waardoor de beweging geblokkeerd wordt en de motor zou kunnen verbranden.
De verbinding van de aandrijving met de tongen wordt gemaakt door middel van een of twee verstelbare stangen (“schieters”). Elke tong is heeft een detectiestang gekoppeld met de steller om de detectiecontacten voor de normale en omgelegde stand van het wissel te bedienen.
Er zijn voorzieningen getroffen om de machine met de hand aan te drijven (“krukken”) in het geval van een stroomstoring of tijdens installatie en onderhoud. De dan geplaatste slinger (“kruk”) wordt op een vierkant verlengstuk van de kogelomloopspindel of direct op de motoras geplaatst.
Terwijl het handmatig omleggen in gang is, is de voeding naar de motor geïsoleerd door middel van een krukcontact dat bij de NSE steller in de gemeenschappelijke retourleiding van de motorwikkeling is opgenomen. Afgezien van het loskoppelen van de motorvoeding blijven alle normale functies van de machine (dwz vergrendeling en detectie) behouden tijdens het handmatige omlegproces. Bij de EBIswitch wordt bij het insteken van de kruk ook het controlecircuit verbreken.
Ebiswitch
De EBI-switch is een vervanger voor de wisselstellers van het type NSE. De EBI-switch heeft dezelfde aansluitingen als het NSE wissel en wordt op dezelfde wijze aangestuurd. Omdat de ebiswitch in een holle dwarsligger is gemonteerd wordt deze tussen de spoorstaven gemonteerd en bestaat er geen onderscheid tussen een linkse en een rechtse wisselsteller, de motor is universeel, maar kan wel aan de linker of de rechterkant van het spoor geplaatst worden.
De werking van de EBI-switch wordt geregeld door een geïntegreerde converter, die de motor en de motorrem aanstuurt op basis van externe stuurcommando's en interne informatie over de toestand van het wissel. In de controller worden parameters ingesteld mbt stelkracht , de(maximale) omlooptijd, de slag en de omloopvertraging. De waarde van die parameters is afhankelijk van de toepassing, bijv als enkele steller, in gekoppelde wissels, voor een beweegbaar puntstuk of in een wissel met meerdere aandrijvingen.
Elektromagnetisch.
Elektrisch vermogen wordt door elektromagneten omgezet in mechanisch vermogen. Dergelijke wisselstellers hebben relatief kleine afmetingen als het gewicht van de tongen laag is en zijn vrij eenvoudig te bedienen en te onderhouden. Naarmate de grootte en het gewicht van de bladen toenemen, nemen de afmetingen van het materiaal en de energie-intensiteit van dergelijke eenheden sterk toe. Ze worden daarom vooral in tramwissels gebruikt.
Electro-hydraulische wisselsteller
In dit type wisselsteller wordt de aandrijving van de stangen verzorgd door een hydraulische mechanisme. Een elektrisch aangedreven pomp houdt de hydraulische vloeistof in een reservoir onder druk. Met die vloeistof worden de in een cylinder zuigers aangedreven die op hun beurt de tongen aandrijven. Via koppelingen kunnen in langere wissels meerdere aandrijfpunten bediend worden als de tongen op meerdere punten bewogen moeten worden.
Hydraulische wisselstellers hebben geen interne vergrendeling en worden dus gecombineerd met externe mechanische tongenvergrendelingen. Ook dit type wisselsteller kan in een holle dwarsligger worden ondergebracht.
Bronnen en links voor verder studie
- Oranje cususboek “Het wissel”
- IRSE Back to Basics deel Points part 1 (2022) in het Engels.
- IRSE Back to Basics deel Points part 2 (2022) in het Engels.
- Railcenter cursusboek Ebiswitch
- Raiway Signalling and Interlocking, International Compendium, hoofdstuk 6 (Engels)
- Onderzoeksraad voor de veiligheid Rapport ontsporing Hilversum 15 januari 2014 (met name bijlage B)
Laatste aanpassing 22 november 2023