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Einrichtung zur Fernsteuerung elektrischer Kontaktapparate.
Die Fernsteuerung elektrischer Kontaktapparate mittels Schaltrelais ist bekannt. Es ist auch für zu bestimmten Zeiten zu betätigende Apparate in der Schwachstromtechnik bekannt, steuernde Stromstösse aus einer Hauptuhr (Mutteruhr) abzunehmen und sie in Nebenuhren an den Verbrauchsstellen zu Schaltzwecken zu verwenden. Die Verwendung solcher Nebenuhren ist kostspielig, führt vielfach zu verwickelten Anlagen und bringt namentlich für den Fall, dass sie ausser Taktschritt mit der Hauptuhr gelangen, beim Nachregulieren der Nebenuhren gewisse Schwierigkeiten, namentlich deshalb, weil meist ein selbsttätiges Nachschalten derselben auf synchronen Lauf von der Station aus unmöglich ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Einrichtung zur Fernsteuerung elektrischer Kontaktapparate, die sich sowohl für die Schwachstrom-als auch für die Starkstromtechnik eignet und bei welcher von solchen Nebenuhren Umgang genommen und unter Verwendung einer Schaltuhr oder eines anderen, zur Fernanzeige oder Fernsteuerung mittels Impulssendung dienenden Motorgetriebes an der Sendestation, das in an sich bekannter Weise Fernschaltrelais an den Empfangsstellen betätigt, bei Aussertaktkommen derselben mit Bezug auf die Schaltuhr oder das Motorgetriebe ein selbsttätiges Nachschalten der Relais von der Station aus herbeiführbar ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Schaltuhr oder das Motorgetriebe an der Sendestation, welches z.
B. zwecks Befehlsübertragung oder Schalterferneinstellung die Sendung elektrischer Stromstösse zur Steuerung der Fernschaltrelais an den Empfangsstellen vermittelt, einen Hilfsschalter im Bewegungssinne des mit diesen Fernschaltrelais synchron betätigten Getriebes eines besonderen Stationsschaltrelais derart fortlaufend in Bewegung hält, dass er für den Fall, dass diese Schaltrelais zur Schaltuhr oder zum Motorgetriebe ausser Taktschritt kommen, sich relativ zum Getriebe des Stationsschaltrelais verstellt und dadurch im Sinne der Vorbereitung eines das selbsttätige Nachschalten der Schaltrelais bewirkenden Stromkreises beeinflusst wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch zur Darstellung gebracht. Fig. 1 zeigt den in einer Zentralen-oder Transformatorenstation angeordneten Teil der Einrichtung, wobei zur Vereinfachung der Darstellung einzelne umlaufende Organe in perspektivischer Anordnung gezeichnet sind ; Fig. 2 stellt die entfernt liegenden Schaltrelais an den Stromverbrauchsstellen dar.
Mit 1 (Fig. 1) ist die Zeitscheibe einer hier als Motorgetriebe dienenden Schaltuhr an der Station bezeichnet, welche ihren Antrieb von einem nicht dargestellten Uhrwerk erhält und in 24 Stunden eine Umdrehung ausführt. Die Schaltscheibe 1 sitzt fest auf der Welle 2, welche verschiedene Schalter beherrscht. 3 ist eine drehbare Zeitscheibe, welche vermittels eines Zahnräderwerkes 4 angetrieben wird, dessen Bewegung von einem ihm vorgelagerten Schaltrad 5 erfolgt, auf das ein mit Schaltklinke versehener Schalthebel 6 einwirkt, sobald ein mit diesem verbundener Eisenkern 8 durch Erregung einer Solenoidspule 9 angezogen wird.
Während mit A, Al die Speiseleitungen für die Verbraucher an den Verbrauchsstellen bezeichnet sind, stellt B den Steuerstromkreis dar, der die Kontaktapparate an den Verbrauchsstellen zu steuern hat. Dieser Steuerstromkreis wird von zwei um 900 zueinander versetzten Schalthriicken 24, 26 beherrscht, deren schrittweise Bewegung von einem Elektromotor 10
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dessen Achse in der Verlängerung der Welle 2 liegt und der seine Drehbewegung von der Welle 2 aus mittels eines Übersetzungsgetriebes 1" und einer schematisch angedeuteten Springkupplung 14 erhält. Diese Kupplung soll bei Drehung der Scheibe 1 und mit ihr der Welle 2 eine sprungweise Drehbewegung des Schalters 12 um jeweils 900 herbeiführen.
Im Stromkreis des Motors 10 liegen ferner zwei Überbrückungskontakte 16, 18, deren bewegliche Teile 16a, 183. auf einer Welle 17 sitzen und in aus der in Fig. 1 ganz links ersichtlichen Grundrissdarstellung zu entnehmender Weise je zwei um 900 zueinander versetzte Kontaktarme aufweisen, wobei die Kontaktarme des Teiles 16a zu den entsprechenden des Teiles 18a um 1800 versetzt liegen. Zwischen dem Motor 10 und der Welle/7 ist ebenfalls eine schematisch angedeutete Springkupplung 20 mit einem wie oben geschilderten Zweck vorgesehen.
Die Welle 17 trägt ausser den beweglichen Teilen der Kontakte 16, 18 die oben erwähnten Schaltbrücken 24, 26, die abwechslungsweise den Steuerstromkreis über die Leitung 21 bzw. 22 vermitteln.-
Auf der Welle 2 der Schaltuhr sitzen isoliert zwei Schleifringe 28, 30, die mit einem Hilfsschalter 32 in einem Hilfsstromkreis C liegen. Dieser Hilfsschalter 32 sitzt an einem Träger 50, der auf der Welle 2 befestigt ist. Sein beweglicher Teil ist unter Zwischenschaltung einer Isolation auf der in Augen des Trägers 50 drehbar gelagerten Achse 51 befestigt. Am anderen Ende ist die Achse 51 mit einer auf ihr lose sitzenden Stiftenscheibe 34 versehen, die mittels einer schematisch angedeuteten Kupplungsfeder 52 mit einer fest auf der Achse sitzenden Rastenscheibe 53 verbunden ist, mit der ein Schnappriegel 54 zusammenwirkt.
Diese Einrichtung soll ein sprungweises Schalten des Hilfsschalters 32 ermöglichen. Die Stiftenscheibe 34 steht unter dem Einfluss der Zeitscheibe 3, zu welchem Zwecke diese am Umfang mit einem Schaltstift 36 versehen ist.
38,40 sind Handschalter und 42, 44 Kontrollrelais. Der Zweck dieser Organe ergibt sich aus der Beschreibung der Wirkungsweise.
An den Verbrauchsstellen-es sind hier in Fig. 2 deren zwei gezeichnet-befindet sich je ein Fernschaltrelais 60, dessen Zeitscheibe 61 mittels daran einstellbarer Finger 62 zu vorausbestimmten Zeiten mit Hilfe eines oder mehrerer Drehschalter 63 den oder die vor-
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und schliessen kann. Diese Relais werden, ähnlich wie die Zeitscheibe 3, mittels eines Schaltklinkengetriebes 64 absatzweise betätigt, sobald ein damit verbundenes elektrisches Antriebsorgan einen Stromstoss empfängt. Bei einer der zwei gezeichneten Verbrauchsstellen besteht dieses Antriebsorgan in einer Solenoidspule 65, ähnlich der in Fig. 1 bei 9 angedeuteten. während an der anderen Verbrauchsstelle das Schaltklinkengetriebe 64 von einem kleinen Elektromotor 66 angetrieben wird.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende : An der Station läuft die Zeitscheibe 1 entsprechend der Bewegung des Uhrwerks mit gleichförmiger Geschwindigkeit um und bewirkt mittels der Springkupplung 14 schrittweise, beispielsweise alle fünf Minuten, eine Umstellung des Schalters 12, währenddem der an dem Träger 50 sitzende, an der Drehbewegung der Scheibenwelle 2 teilnehmende Hilfsschalter 32 mit der Stiftenscheibe 34 die Zeitscheibe 3 umkreist. Die Umstellung des Schalters 12 hat folgende Wirkung. Unter der Annahme, es sei eben eine solche Umstellung erfolgt, hat der Schalter 12 den Stromkreis
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Springkupplung 20 die Welle 17 in Bewegung, die sich um 900 dreht, womit die Schaltbrücke 26 geöffnet und die Schaltbrücke 24 geschlossen wird.
Die Folge davon ist, dass der Steuerstromkreis B über Leitung 21 geschlossen wird, um sowohl die Solenoidspule 9 an der Station als auch die elektrischen Antriebsorgane 65,66 der Schaltrelais an den Verbrauchsstellen mit Strom zu speisen, so dass hier wie dort eine gleichgeartete Vorschaltung der Zeitscheiben erfolgt. Während also die Schaltuhrscheibe 1 in fortlaufender Bewegung sich dreht, werden die Zeitscheibe 3 an der Station und die Zeitscheiben 61 an den Verbrauchsstellen periodisch bzw. absatzweise betätigt.
Die Drehung der Welle 17 um 90 lässt den zweiten Arm des Kontaktteils 16a erneut den Stromkreis a--g über den Motor 10 schliessen, so dass dieser an der Welle 17 eine zweite Schaltbewegung um 900 hervorbringt und dadurch die Schaltbrücke 24 öffnet, die Schaltbrücke 26 dagegen schliesst, während jetzt der Kontaktteil den Motorstromkreis über a-unterbricht, dafür aber am Überbrückungskontakt 18 der Kontaktteil 18a den Motorstromkreis über a, b, e, d, 18, el vorbereitet. Die Öffnung der Schaltbrücke 24 und die Schliessung der Schaltbrücke 26 schaltet die Antriebsorgane 9, 65, 66 der Schaltrelais aus bzw. schliesst deren Stromkreis über die Leitung 22 in sich kurz, so dass alle Schaltrelais verriegelt sind.
Dieser Zustand der Dinge bleibt so lange bestehen, bis nach fünf Minuten ein neuer Stromimpuls stattfindet. Sobald nämlich nach Ablauf von fünf Minuten die Schaltuhr an der Station den-Schalter 12 mittels der Springkupplung 14 um weitere 90
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vorschaltet, wird der vorhin vorbereitele Stromkreis des Motors 10 uher a, b. r, d.
18, el, 12, 1', g geschlossen und der Motor 10 bewirkt wieder, wie vorhin, in zwei aufeillander- folgenden Schaltbewegungen von je 900 zunächst die Unterspannungsetzung der Schaltrelais über Leitung 2/und dann wieder deren Verriegelung über Leitung 22, um die Zeitscheiben der Schaltrelais an der Station und an den Verbrauchsstellen mittels ihrer Antriebsorgane 9, 65 und G6 selbsttätig nachzuschalten.
Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch alle fünf Minuten und die Zeitscheiben der Schaltrelais folgen so synchron der Zeitscheibe- der Stationsuhr, nur dass ihre Bewegung intermittierend stattfindet ; tatsächlich werden sie aber in ihren Stellungen von fünf zu fünf Minuten genau übereinstimmen.
Die Funktion der Schaltklinkengetriebe an den Schaltrelais ist ohneweiters klar ; beim Drehen der Schaltklinkenhebel in einem Sinne gleitet deren Klinke über die Zähne des betreffenden Schaltrades hinweg, bei Drehung im entgegengesetzten Sinne wird das Sellaltrad um soviel vorgeschaltet, als der Vorwärtsbewegung der Zritscheibe 1 der Stationsuhr entspricht, so dass die Zeitscheiben aller Schaltrelais von fünf zu fünf Minuten auf derselben Zeit stehen wie die Zeitscheibe der Stationsuhr.
Alle diese Vorgänge gehen in dieser Weise normal von statten und auch der Hilfs- schalter 32, der mit der Welle 2 sich drehend die Zeitscheibe 3 umkreis, erfährt keine Änderung in seiner relativen Stellung zur Zeitscheibe 3. An den Verhrauchsstel1rn kommen in bekannter Weise die Zeitscheiben 61 der Schaltrelais derart zur Wirkung, dass zu bestimmter Zeit mittels der Drehschalter 63 die Verbraucher eingeschaltet und zu einer anderen bestimmten Zeit wieder ausgeschaltet werden.
Wird der so sich abspielende synchrone Lauf der Schaltrelais an der Station und an den Verbrauchsstellen mit der Stationsuhr an der Station gestört, etwa dann, wenn das Netz beispielsweise zu Reparaturzwecken abgeschaltet wird, so läuft zwar die Stationsuhr mit gleichförmiger Geschwindigkeit weiter, die stromlosen Schaltrelais aber kommen ausser Taktschritt zur Stationsuhr ; nunmehr wird der mit der Welle 2 sich drehende Träger 50 mit dem Hilfsschalter 32 nach kurzer Zeit die Stiftenscheibe 34 zur Zeitscheibe 3 derart verschieben, dass ihr Stift 34a am Schaltstift 36 der Scheibe 3 anstösst, um die Schliessung des bis dahin geöffnet gewesenen Hilfsschalters 32 zu veranlassen.
Dieser Schalter bleibt geschlossen, während der Träger 50 seine Umlaufbewegung gegenüber der nunmehr feststehenden Zeitscheibe 3 fortsetzt. In dem Augenblick aber, wo das Netz wieder eingeschaltet wird, wird
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der Motor 10 anläuft und durch Betätigung der Schaltbrücken 24, 26 die Stromkreise der zurückgebliebenen Schaltrelais derart steuert, dass diese selbsttätig ihre Zeitscheiben schrittweise nachschalten, bis der taktmässig Gang der Schaltrelais mit der Stationsuhr wiederhergestellt worden ist. was dann der Fall sein wird, wenn die Zeitscheibe 3 an der Station die Fingerscheibe 34 eingeholt hat, um sie wieder zwecks Öffnens des Hilfsschalters 32 zu verdrehen.
Damit sind die Teile wieder in zur Stationsuhr synchronen Gang zurückgebracht. Nach dem erfolgten Nachschalten der Schaltrelais liegt es schliesslich dem Motor 10 noch ob, die geschlossen Schaltbrücke. 24 zu öffnen und dafür die Schaltbrücke 26 zu schliessen, um so die Einrichtung für die Auswirkung des nächsten Steuerimpulses in Bereitschaft zu setzen.
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Unterbrechungsstellen x oder xi in allen Leitern abgeschaltet worden ist, nachher ein Nachschalten der Schaltrelais an den Verbrauchsstellen zu synchronem Lauf mit der Stationsuhr herbeiführen zu können, sind die den Verbrauchsstellen entsprechenden Handschalter 38.
40 vorgesehen, deren abwechselndes Schliessen und Öffnen bei ausgeschaltetem Netz aufeinanderfolgende Stromimpulse von dem mit (+-) bezeichneten Leiter über Schalter 38 (40) und über einen Nebenstromkreis m (ml) zu dem vom Netz abgetrennten Null-bzw. Mittelleiter (0) der Leitung A (Al), durch die Antriebsorgane der Schaltrelais G5 (66) an den Verbrauchsstellen. zum Hilfsleiter B und zurück zum stromführenden Null-bzw.
Mittelleiter des Netzes zu schicken gestattet, so dass diese Schaltrelais schrittweise nachgeschaltet werden, wobei zur Kontrolle des synchronen Laufes dieser Relais gleichzeitig ein weiterer Stromkreis n (nl) über die Kontrollrelais 42 (44) geschlossen wird, die eine ähnliche Bauart aufweisen, wie das Stationsrelais, aus welchem Grunde sie hier auch nur schematisch angedeutet sind.
Im Plusleiter des erwähnten Nebenstromkreises ist eine Sicherung p vorhanden, welche zur Vermeidung eines Kurzschlusses zwischen dem stromführenden Plusleiter und dem vorher vom Netze abzutrennenden Null-bzw. Mittelleiter notwendig ist.
Diese Schaltanordnung, bei welcher der stromführende Plusleiter auf den vom Netze abgetrennten Null-bzw. Mittelleiter geschaltet wird, ist z. B. in jenen Fällen erforderlich, wo der Hilfsleiter B blank-in die Erde verlegt ist (z. B. metallene Wasserleitung), weil sonst die andern, mit der Mutteruhr synchron laufenden Relais der Speiseleitungen Al usw. durch diese Hand-
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Ist der Synchronismus der nachzuschaltenden Relais hergestellt, so wird unmittelbar anschliessend das Trennmesser des Null-bzw. Mittelleiters bei x (xl) geschlossen, damit bei der nächsten Impulsgebung durch die Mutteruhr auch die vorübergehend vom Netze abgetrennten Relais-wieder automatisch nachgesteuert werden.
Hernach werden auch die Sicherungen der übrigen Leiter bei x (x) eingesetzt, womit die Verbraucher des abgeschalteten Stranges wieder in Betrieb gesetzt werden können.
Tritt während der Nachschaltung von Hand zufällig auch die Mutteruhr in Funktion, so erhalten die nachzuschaltenden Relais kurzzeitig von zwei Seiten her das nämliche Potential.
Irgendeine nachteilige Wirkung entsteht dadurch nicht.
Wie ersichtlich, liegt ein Vorteil der beschriebenen Einrichtung darin, dass an der Station eine Schaltuhr die zeitgerechte Betätigung der Verbrauchsschalter an den Verbrauchsstellen nicht etwa mittels einzelner auf die Stationsuhr ansprechender Nebenuhren, wie in der Schwachstromtechnik, sondern mittels durch Stromimpulse gesteuerter, mit Zeitscheiben versehener Femschaltrelais bewirkt, so dass an den Verbrauchsstellen empfindliche und kostspielige Uhrwerke vermieden werden können. Dies gibt die Möglichkeit, beliebig den einen oder anderen Netzzweig aus-und wiedereinzuschalten und dabei stets den synchronen Gang der Apparate an den Verbrauchsstellen mit der Stationsuhr zu gewährleisten.
Fernerhin bilden die Schaltrelais an den Verbrauchsstellen im Grunde genommen eine Schaltuhr, aber olme Uhrwerk, indem sie durch beliebige Einstellung der Schaltorgane 62 an den Zeitscheiben 61 beliebig viele von einander unabhängige Schaltungen zu vorausbestimmten, einstellbaren Zeiten herbeizuführen gestatten, zum Unterschied von den bisherigen Ausführungen, wo solche Zeitschaltungen an den Verbrauchsstellen nur von einem Uhrwerk aus bewirkt werden konnten.
Vom Gesichtspunkt der Montage aus lässt sich sagen, dass mit einem einzigen Fernstromkreis mehrere Schalter unabhängig voneinander gesteuert werden können, was eben daran liegt, dass die Femschaltrelais mit Zeitscheiben versehen sind, von denen die Schaltungen zu beliebigen einstellbaren Zeiten abgenommen werden.
Statt einer Schaltuhr an der Station liesse sich auch irgendein anderes Motorgetriebe verwenden. Ebenso kann an Stelle eines Fernschaltrelais mit Zeitscheibe ein Fernschaltrelais mit vom Motorgetriebe aus synchron einstellbarem Getriebe treten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Fernsteuerung elektrischer Kontaktapparate mittels einer Schaltuhr oder eines anderen Motorgetriebes zur Fernanzeige oder Fernsteuerung. das mittels Impulssendung Fernschaltrelais betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltuhr oder das Motorgetriebe (1) an der Sendestation, welches die Impulssendung zu den Fernschaltrelais (60) an den Empfangsstellen vermittelt, einen Hilfsschalter (32) im Bewegungssinne des mit diesen Fernschaltrelais synchron betätigten Getriebes eines besonderen Stationsschaltrelais (3, 5) derart fortlaufend in Bewegung hält, dass er für den Fall, dass diese Schaltrelais zur Schaltuhr oder zum Motorgetriebe ausser Taktsehritt kommen, sich relativ zum Getriebe des Stationsschaltrelais (3, 5)
verstellt und dadurch im Sinne der Vorbereitung eines das selbsttätige Nachschalten der Schaltrelais bewirkenden Stromkreises beeinflusst wird.