Verfahren zur Fernsteuerung von Zeitmessern auf Starkstromnetzen durch dem Netzstrom überlagerte Wechselstromimpulse höherer Frequenzen. Zweck der Erfindung ist eine Fern steuerung von Zeitmessern von einer zentral angebrachten Normaluhr aus über das Stark stromnetz, wobei diese Fernsteuerung so wohl als Fernantrieb von rein elektrisch be triebenen Uhren, sogenannten Nebenuhren, als auch als periodische Fernkorrektur der Zeigerstellung von Uhren mit mechanischem Gangwerke, wie schliesslich auch als perio dische Fernbetätigung von Signalgebung, zum Zwecke der Zeitmessung, erfolgen kann.
Erfindungsgemäss werden sowohl bei Gleichstrom-, als auch bei Wechselstrom netzen zur Fernsteuerung Wechselstrom impulse von verschiedenen Frequenzen ver wendet, welche höher sind als die gebräuch lichen Frequenzen von Wechselstromstark- stromnetzen. Diese Impulse werden durch eine besondere Maschine in der Zentrale er zeugt und durch besondere Überlagerungs- organe auf das Netz übertragen.
In derZeichnung sind beispielsweise Ausfüh rungsformen von Anlagen und Vorrichtungen zur Ausübung des Verfahrens veranschaulicht. Nach dem Beispiel der Abb.1 werden Steuer ströme in einem Motorgeneratoraggregate G erzeugt, wobei die gewünschte Frequenz durch Regelung der Drehzahl erreicht wird; diese Steuerströme werden zum Beispiel durch abgestimmte Resonanzrelais über die Überlagerungstransformatoren T auf das Netz geschaltet. Abb. ja stellt die Über lagerung eines Drehstromnetzes, Abb. 1b eines Gleichstromnetzes dar.
Zudem ist eine Normaluhr N vorgesehen, welche über einen hier nur angedeuteten Schalter S bewirkt, dass die zur Fernsteuerung benötigten Fre- quenzströme je nach Bedarf - zum Bei spiel die für den Fernbetrieb der Uhren all- minutlich, die übrigen in entsprechenden Intervallen - ausgelöst werden. Im Ver teilernetze sind nun verschiedene Arten von Nebenuhren ein -gezeichnet, welche von den Steuerströmen bedient werden.
Die derart fernzubetätigenden Organe werden nun auf bestimmte Frequenzen abgestimmt, so dass sie nur dann ansprechen, wenn die Frequenz des eben überlagerten Wechselstromimpulses genau gleich ihrer Eigenschwingungszahl ist;
hierbei wird sowohl elektrische Resonanz verwendet, indem ein Kondensator vor die Magnetspule eines solchen Organes geschal tet wird, dessen Kapazität in entsprechen der Grösse gewählt wird, als auch vor allem mechanische Resonanz, indem die durch den vorgeschalteten Kondensator möglichst gekräftigten Wechselstromimpulse auf fe dernde Anker einwirken, welche wegen der Übereinstimmung der Frequenzen in kräftige Schwingungen versetzt werden; hierdurch kann entweder ein elektrischer Kontakt be wirkt werden (Resonanzrelais) oder die me chanische Schwingungsenergie wird direkt zur Steuerung herangezogen (Resonanz getriebe).
Es. ergeben sich somit folgende Typen von derartigen, ferngesteuerten Zeitmessern: I. Zeitmesser rein elektrischer Art, und zwar: a) mit vorgeschaltetem Resonanzrelais, b) mit Resonanzgetriebe.
II. Zeitmesser mit mechanischem Gang werke und Fernkorrektur, a.) mit vorgeschaltetem Resonanzrelais, b) mit Resonanzgetriebe.
Es werden nun nachstehend einige Kon struktionsbeispiele der vorstehend verzeich neten Typen angegeben.
Zu Ja) Während ein solches Resonanzrelais, wie bereits geschildert, im wesentlichen aus von einem gemeinsamen Elektromagneten in ihren Eigenschwingungen erregten Federn besteht, welche einen Lokalkreis öffnen oder schliessen, werden als Zeitmesser selbst auch die bekannten Nebenuhrkonstruktionen ver wendet, zum Beispiel in Gleichstromnetzen solche mit Klinkenbetrieb, jedoch mit vor zugsweise geblättertem Magneten (A in Abb. 1), deren Magnetwicklungen Ml durch Resonanzschwingungen der einen Feder des Resonanzrelais B1 allminutlich an Spannung gelegt wird,
wodurch mittelst der Klinke das Stundenrad um einen Zahn, also entspre chend einer Minute weitergedreht wird. Eine zweite Feder, die auf eine andere Fre- quenz abgestimmt ist, welche beispielsweise allstündlich gegeben wird, setzt über einen Klingelmagneten N1 ein Fernschlagwerk F1 in Betrieb, welches derart als Zeitzeichen geber bezw. Stundenschläger benützt wird.
Es können weiters auch Uhren ferngesteuert werden, welche, wie die bekannten, durch Gleichstromstösse verschiedener Richtung be triebenen, sogenannten Stromwecbseluhren konstruiert sind<I>(A, B</I> in Abb. ja); sie haben zwei gegenläufige Wicklungen TV, und W., -welche je durch eine der Federn des Resonanzrelais Rr eingeschaltet werden;
wird nun im Generator G die Resonanz frequenz der einen erzeugt, so liegt W, an Spannung und der Kreuzanker P (polari- siert) wird um 90 gedreht; wird dann die andere Frequenz gesendet, so liegt W2 an Spannung und der Anker dreht sich wieder um<B>90';</B> es wird also durch den alternativen Wechsel der Frequenzen dasselbe erreicht wie bei dem bekannten direkten Betriebe durch den alternativen Wechsel der Strom richtung.
Auf Drehstromnetzen (Abb. 1b) kommen entweder Klinkenuhren oder ein neuer Typus, die Doppelstrom uhr, zur Verwendung (C in Abb. 1b). Bier sind zwei entgegengesetzt auf eine Klihke K einwirkende Magnete M. und M; vorgesehen; ersterer schiebt die Klinke nach vorwärts., letzterer zieht sie wieder zurück: es -werden also auch hier, wie bei der Type B, die beiden Betriebs frequenzen abwechselnd gegeben.
Zu Ib) hier werden die mechanischen Schwin gungsenergien selbst dazu benützt, um eine Vorwärtsbewegung der Zeiger zu bewirken; beispielsweise werden die Schwingungen auf das Minutenrad übertragen, welches dann 1:60 auf das Stundenrad übersetzt wird. Zur Übertragung der Schwingungsenergien der Resonanzfedern a auf die Minutenachse können folgende Vorrichtungen verwendet werden: entweder aufgesetzte lange, starke <I>(f</I> in Abb. 2) oder kurze, dünne Federn<I>(f</I> in Abb. <B>3</B>) oder Triebhämmer b (Abb. 4).
Antrieb nach 2 ist kräftig, weniger resonanz- scharf, nach 3 und 4 schwächer, aber resonanzschärfer. Für den Antrieb der Mi nutenachse kommen beispielsweise folgende Konstruktionen in Verwendung: a) Sektorenräder S, die, wie in Fig. 5 gezeigt, mit Antrieben nach Abb. 2 oder 3 oder, wie in Abb. 6 gezeigt, mit Hammer betrieb nach Abb. 4 ausgestattet sind.
Jede Feder setzt das zugehörige Halbrad entgegen gesetzt dem Uhrzeigersinne in Bewegung, wenn sie auf Resonanzschwingung gebracht ist, und zwar so lange, bis der schwingenden Feder infolge der Weiterdrehung des- Rades nicht mehr die ausgeführte-.Hälfte des Sek torrades gegenübersteht, so dass sie keine weitere Wirkung auf das. Rad ausüben kann. Das Rad - und damit die Achse - steht also so lange still, bis die Resonanzfrequenz der zweiten Feder gegeben wird, welche im Eingriff mit der ausgeführten Hälfte ihres zugehörigen Sektorrades ist.
Man erreicht dadurch, dass die Achse sich nur dann all minutlich einmal herumdreht, wenn all- minutlich die beiden Resonanzfrequenzen alternativ und hintereinander gegeben wer den..
<I>b)</I> Triebräder<B>8,</B> mit Anschlag<I>A</I> und einseitigem Übergewichte G gemäss' Abb. 7. Die Triebfeder-T, dreht, wenn sie in Re sonanzschwingungen gerät, das Rad R, bis der Anschlag A von dem am Hammer H angebrachten Gegenanschlage B gehemmt wird; erst wenn die Feder T'2, welche den Hammer H in Bewegung versetzt, in Reso nanzschwingungen gerät, wird das Rad wie der entsperrt, so dass es durch das Gegen gewicht G so lange weiter gedreht wird, bis G unter der Radachse liegt. Das Spiel be ginnt dann von neuem.
c) Triebräder<B>8,</B> mit zwei versetzten An schlägen<I>A</I> und<I>B,</I> dementsprechend zwei Sperrfedern F und G mit Hämmern und Gegenanschlägen C und<I>D;</I> Triebfeder<I>T</I> abgestimmt entweder auf die Netzfrequenz (bei Wechselstromnetzen) oder auf .die mitt lere Frequenz zwischen den möglichst enge und nahe aneinander gewählten Eigen- schwingungen der beiden Sperrfedern (Abb. $); hier bedingen die beiden versetzten An schläge den Antrieb durch zwei alternative Tonfrequenzen.
Zu II: Die rein elektrisch gesteuerten Uhren haben den Nachteil, dass sie stehen bleiben, wenn der Strom ausbleibt.
Die Erfindung kann auch auf die Fern korrektur und das Fernaufziehen (in geeig neten Zeitintervallen) von normalerweise me chanisch angetriebenen, durch Pendel oder Un ruhe gesteuerten Uhrwerken mittelst über lagerten Impulsen angewendet werden; sol che Uhren sind dann tatsächlich in weitem Masse von den Netzverhältnissen unabhängig, da sie bei eintretender Netzstörung kraft ihres mechanischen Antriebes so lange wei ter gehen können, als es die "Gangreserve" gestattet.
Anhand der Abb. 9 und 10 soll bei spielsweise das Fernkorrigieren beschrieben werden.
Bei stündlicher Nachstellung durch Wech- selstromimpulse genügt die Fernkorrektur des Minutenzeigers etwa durch zwei zusam menschlagende Backenhebel<I>c, d</I> bezw. c', <I>d<B>'</B></I> (Abb. 9 und 10), welche entweder a) elektromagnetisch durch das Resonanz relais K oder b). durch das Resonanzgetriebe K, be wegt werden und so den grossen Zeiger auf die Zahl 12 stellen.
Ebenso kann natürlich die Fernkorrektur zu einer beliebigen an dern Zeigerstellung, zum.Beispiel auf die Zahl 6, eingestellt werden.
Zugleich oder in besonderen, dem Uhren triebe angepassten Intervallen erfolgt ent weder über ein Resonanzrelais oder mittelst Resonanzgetriebes (welches bei Wechsel stromnetzen auch auf die Netzfrequenz ab gestimmt sein kann, um das Uhrwerk dauernd auf maximaler "Gangreserve" zu halten) das Aufziehen des Uhrwerkes. Uhr werke mit Laufgewicht und entsprechend kurzer Fallhöhe können durch ein vom an sprechenden Resonanzrelais an die Netz- Spannung gelegten Saugsolenoid wieder hoch gezogen werden.
Das Verfahren kann natürlich, auch nach träglich auf Uhren beliebiger Art (Kirchen- und Bahnuhren) angewendet werden.
Es ist weiter bekannt, zum Fernsteuern von Uhren, Schaltrelais und ähnlichen Vor richtungen Hochfrequenzströme zu verwen den, und zwar besonders zur Überbrückung grösserer Fernstrecken, da sie den Vorteil einer hohen Unempfindlichkeit gegenüber 'Crennstellen innerhalb des Netzes besitzen. Erfindungsgemäss kann man die Vorteile dieser Methoden mit jenen der Tonfrequenz steuerung dadurch vereinigen, dass man zur Fernsteuerung tonfrequente modulierte Hoch frequenzströme verwendet.
Und zwar er folgt die Aussendung derselben nach den bekannten Methoden der Überlagerungs, modulation - etwa ähnlich den sogenannten Telephonieschaltungen - einer oder meh rerer Tonfrequenzen über die als Träger welle dienende Hochfrequenz, die Ausschei dung der Signale an der Empfangsstelle durch Doppelresonanz, indem sie nämlich zuerst eine auf die Hochfrequenz abge stimmte elektrische Siebkette (Hochfrequenz brücke) passieren müssen und hernach eventuell nach einer erforderlichen Gleich richtung ein auf die Tonfrequenz abge stimmtes Organ, wie beispielsweise ein me chanisches Resonanzrelais,
zum Ansprechen bringen und dadurch die Signalgebung her vorrufen.
Der betriebstechnische Fortschritt dieser Doppelresonanzmethode liegt vor allem darin, dass sie die Empfangsapparatur auch gegen starke atmosphärische und sonstige Störungen (dergleichen Rundfunkstörungen durch statische Entladungen), welche über die technisch gebräuchlichen Hochfrequenz brücken hindurchdringen, unempfindlich macht, da das zwischen Hochfrequenzbrücke und Signalgeber bezw. Schaltrelais ein geschaltete, auf die Tonfrequenz abgestimmte Resonanzrelais<I>nur</I> auf die in seiner Eigen frequenz ankommenden Tonfrequenzimpulse, wie sie bcispielsivcise bei der Gleichrich tung der tonfrequent modulierten Hoch frequenzimpulse entstehen,
anspricht, nicht aber auf aperiodische Ströme reagiert, wie beispielsweise auf atmosphärische oder son stige Störungen.
Zudem besteht die betriebstechnische be deutsame Möglichkeit, bei ausgedehnten Überlandzentralen die gleiche tonfrequente Modula.tionsivelle auch verschiedenen Hoch frequenzen - je einer pro Teilnetz - auf zudrücken (wichtig bei Korrektionssignalen nach vorübergehenden, partiellen Abtrennun gen) diese dann in den Unterzentralen gleich zurichten, zu verstärken und als einfache, tonfrequente Steuersignale innerhalb der konzentrierten Teilnetze an die einzelnen Verbraucher weiterzugeben.
In der beiliegenden Zeichnung, Abb. 11, wird der Betrieb eines derartigen, mittelst Doppelresonanz betätigten Uhrennetzes bei spielsweise gezeigt. In der Zentrale Z ist die Normaluhr N angebracht, welche die durch den Hochfrequenzgenerator <I>HF</I> er zeugten, von den Zeichenströmen der Ton frequenzgeneratoren TF modulierten Steuer impulse in geeigneten Zeitspannen in diesem. Fall durch geeignete kapazitive Lrbertragung auf die Leitung legt.
Im Umformerhaus U werden diese Hoch frequenzimpulse durch einen abgestimmten Saugkreis l1' aufgefangen und über eine Gleichrichtevorriebtun- geleitet, verstärkt und auf das Ortsnetz V (Gleichstrom) ge legt, dort den auf die Zeichenfrequenzen abgestimmten Resonanzorganen, die hier als mechanische Resonanzrelais gezeichnet sind, zugeführt und dadurch die Arbeitskreise für die Nebenuhr 4, das Fernschlagwerk F und ein Schaltrelais .S betätigt.