DE106014C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei ausgedehnten elektrischen Centraluhrenanlagen treten häufig Störungen auf, welche auf Inductions - und Ladungserscheinungen zurückzuführen sind; auch kommt es nicht selten vor, dafs durch einen Kurzschlufs oder Nebenschlufs im Leitungsnetze sämmtliche elektrische Nebenuhren zum Stillstande kommen. Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diese Störungsursachen zu vermeiden ; es werden hierzu Mittel angewendet, welche theilweise in der Starkstromtechnik allgemein im Gebrauch sind, die aber bei elektrischen Centraluhrenanlagen bisher noch nicht angewendet worden sind.

Wenn in dem Leitungsnetze einer elektrischen Centraluhrenanlage ein Kurzschlufs oder starker Nebenschlufs vorkommt, so bleiben, wie schon oben bemerkt wurde, sämmtliche elektrische Nebenuhren stehen und können erst dann wieder in Gang gebracht werden, wenn der Fehler im Leitungsnetze gefunden und beseitigt ist. Es ist ohne Weiteres klar, dafs es sehr wünscheeswerth wäre, wenn in einem solchen Falle die Störung nur auf denjenigen Theil des Leitungsnetzes beschränkt werden könnte, in welchem der Kurzschlufs entstanden ist. Die vorliegende Erfindung hat in erster Linie den Zweck, diese Aufgabe zu erfüllen, und zwar werden hierzu folgende Mittel benutzt. Zunächst ist es erforderlich, dafs die Stromquelle befähigt sei, grofse Stromstärken abzugeben; aus diesem Grunde werden entweder galvanische Elemente in sehr grofsen Abmessungen oder grofse Accumulatoren verwendet. Ferner werden, an den Vertheilungspunkten und bei den Abzweigungen des Uhrennetzes Abschmelzsicherungen oder automatische Ausschalter angebracht, in ähnlicher Weise wie solche Einrichtungen bei Starkstromanlagen Verwendung finden. Ferner mufs das Contactwerk der Normaluhr so eingerichtet sein, dafs der Contact nicht zu kurz ist, damit bei einem Kurzschlufs im Leitungsnetz der Strom nach dem Abschmelzen der Sicherung noch genügend Zeit hat, die im unbeschädigten Theile des Leitungsnetzes eingeschalteten Uhren zu treiben.

In Fig. 2 ist das Leitungsnetz einer elektrischen Uhrenanlage schematisch dargestellt; N ist die Normaluhr, α die Batterie, von deren Mitte bei E eine Leitung zur Erde geführt ist.

Von der Normaluhr geht eine starke Hauptleitung bis zur Sammelschiene. Von dort zweigen sich vier starke Hauptleitungen ab, welche den Strom der in sich geschlossenen, ebenfalls starken Vertheilungsleitung uv w χ zuführen. Von den Vertheilungsleitungen sind Leitungen geringen Querschnitts nach den einzelnen Uhren bezw. Uhrengruppen abgezweigt. Sowohl an der bei der Normaluhr gelegenen Sammelschiene als auch an den meisten Abzweigstellen sind Bleisicherungen s angeordnet, welche entsprechend dem Leitungsquerschnitte einen mehr oder weniger grofsen Querschnitt haben. Wenn in der Vertheilungsleitung oder in den äufseren Abzweigungen ein Kurzschlufs auftritt, so wird bei der gewählten Anordnung der Bleisicherungen immer nur die nächstgelegene Sicherung durchbrennen, während das ganze übrige Netz ungestört bleibt. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schema ist die Erde als Ruckleitung benutzt; es empfiehlt sich je-

doch in manchen Fällen, als Rückleitung metallische Leitungen zu verwenden. Die in Fig. 2 dargestellte Leitungsanlage soll nur als Beispiel zur Erklärung der Erfindung dienen, denn die Anordnung der Leitungen richtet sich in jedem einzelnen Falle nach den gegebenen Verhältnissen.

Die Anordnung der soeben beschriebenen, bei elektrischen Centraluhrenanlagen bisher nicht gebräuchlichen Mittel würde es ermöglichen, . elektrische Uhren in unbeschränkter Anzahl von einer Normaluhr aus zu betreiben, wenn nicht noch ein weiterer Umstand in Betracht käme, nämlich die durch Selbstinduction und Ladungserscheinungen im Leitungsnetz auftretenden Störungen, welche um so heftiger sind, je ausgedehnter das Leitungsnetz und je gröfser die Zahl der eingeschalteten Nebenuhren ist. Um diese Störungsursachen zu beseitigen , ist das Schaltwerk der Normaluhr so eingerichtet, dafs der Strom nicht plötzlich, sondern ganz allmälig unterbrochen wird. Fig. ι stellt ein solches Schaltwerk schematisch dar, und zwar ist dieses Schaltwerk zur Abgabe von Strömen wechselnder Richtung, wie solche zum Betriebe moderner elektrischer Nebenuhren erfahrungsmäfsig nöthig sind, eingerichtet. Wenn die Erde als Rückleitung benutzt werden soll, wird eine Leitung von der Mitte der Batterie α α zur Erde geführt; sind jedoch metallische Rückleitungen vorhanden, so wird die Leitung mit diesen in Verbindung gebracht. Die Endpole der Batterie sind mit den Federn α und e leitend verbunden. Die Hauptleitung ist durch eine Schleiffeder k mit dem auf der Achse m sitzenden Metallkörper £ leitend verbunden. Im Zustande der Ruhe liegt der Körper i in dem freien Räume zwischen den Federn d und e oder α und /?. Bei jeder Stromgebung macht die Achse m mit dem Körper i langsam einen halben Umlauf. Sobald i die Feder e berührt, fliefst der Strom in seiner vollen Stärke durch den Körper i und die Feder k in die Hauptleitung. Nach ungefähr zwei Secunden berührt i die mit dem inductionsfreien Widerstände n> in Verbindung stehende Feder f. Diesen Augenblick stellt Fig. ι dar. Aus der Zeichnung ist ohne Weiteres zu ersehen, dafs der Körper i in dieser Stellung gleichzeitig mit der Feder e und der Feder f in Verbindung steht. Wenn kurz darauf infolge der Weiterbewegung des Körpers i das Ende der Feder e abfällt und dadurch die unmittelbare Verbindung mit der Batterie unterbrochen wird, so kann der Strom nur noch auf dem Umwege durch den bifilar gewickelten Widerstand n>¹ der Leitung zufliefsen. Der Widerstand iv ist in der Regel so bemessen, dafs durch ihn die Stromstärke auf Y₅ herabgesetzt wird. Nach weiteren zwei Secunden berührt i die Feder g und gleich darauf fällt das Ende der Feder /.ab. Von diesem Augenblicke an kann der Strom nur noch auf dem Umwege durch die beiden Widerstände w^l und w* der Leitung zufliefsen, die Stromstärke beträgt dann nur noch γ.,₅ der vollen Stromstärke. Derselbe Vorgang wiederholt sich, wenn das Federende g abgefallen ist, der Strom mufs dann hinter einander die Widerstände w¹, n>² und w³ durchfliefsen. Die Stromstärke beträgt dann nur noch Y₁₂₅ der vollen Stromstärke. Wenn schliefslich der so stark geschwächte Strom beim Abfallen des Federendes h gänzlich unterbrochen wird, so treten die Inductions- und Ladungserscheinungen in so äufserst geringem Grade auf, dafs sie niemals zu Störungen im Uhrenbetriebe Anlafs geben können. Wenn bei der nächsten Stromgebung der Körper z, indem er sich langsam dreht, nach einander die Federn abcd berührt, so wiederholt sich der Vorgang in derselben Weise, wie er oben beschrieben wurde. Der einzige Unterschied liegt darin, dafs der Strom seine ursprüngliche Richtung gewechselt hat, da in diesem Falle nicht der -(--Pol, sondern der —Pol mit der Hauptleitung in Verbindung gebracht wird. Die Gröfse und Anzahl der nach und nach einzuschaltenden Widerstände, sowie die Dauer der einzelnen Contacte richtet sich nach den besonderen Verhältnissen der einzelnen Anlagen. Das Wesentliche der gewählten Anordnung liegt darin, dafs der Strom in der Leitung durch Einschaltung von zwei oder mehr Widerständen ganz allmälig zum Verschwinden gebracht wird. An Stelle der eben beschriebenen Vorrichtungen kann deshalb auch jede beliebige andere, dem gleichen Zweck dienende Einrichtung treten. Bei dem in Fig. ι dargestellten Contactwerk kommen zwei Batterien zur Anwendung, welche von einer Stromgebung zur anderen abwechselnd den Betriebsstrom liefern. Wenn nur eine Batterie verwendet werden soll, so ist ein besonderer Stromwender an der Normaluhr anzubringen.

Die Verwendung des Starkstromes zum Betrieb elektrischer Uhren ist an sich nicht neu; so wird z. B. in der Patentschrift Nr. 99467 von Heinrich Bauer eine Stromschlufsvorrichtung für elektrische Pendel beschrieben, bei welcher durch Vorschaltung einer bifilar gewickelten Drahtrolle von hohem Widerstand die hohe Spannung des Starkstromes heruntergebracht wird. Bei dieser Vorrichtung wird der Strom nicht unterbrochen; der das Pendel bewegende Elektromagnet wird im geeigneten Augenblicke durch Kurzschliefsung seiner Wickelung stromlos gemacht. Diese Einrichtung ist demnach verschieden von dem Gegenstande der vorliegenden Erfindung. Die bis jetzt bekannten Contactwerke hatten in erster Linie die Unterdrückung der durch Selbstinduction

bei der Stromunterbrechung entstehenden Funkenbildung angestrebt, während bei der hier beschriebenen Anordnung die Ursachen der Funkenbildung, d. h. die Selbstinduction gänzlich aufhört. Die vorstehend beschriebene Anordnung vermeidet also nicht nur die Funkenbildung, sondern auch alle anderen auf die Wirkung der Selbstinduction zurückzuführenden Störungen.

Da, wie schon bemerkt wurde, zum Betriebe der elektrischen Centraluhrenanlagen der beschriebenen Art grofse Accumulatoren ganz besonders geeignet sind, so sind mit Vortheil die Accumulatoren der elektrischen Beleuchtungscentralen gleichzeitig für den Betrieb der elektrischen Uhren zu verwenden. Die Kosten für die Beschaffung besonderer Batterien für den Uhrenbetrieb können dadurch erspart werden.

Wenn das Leitungsnetz einer Starkstromcentrale nach dem Dreileiter- oder Fünfleitersystem angelegt ist, so wird der eine Leitungsdraht der Uhrenleitung mit dem Mittelleiter der Starkstromcentrale dauernd verbunden, während der andere Draht der Uhrenleitung durch das Schaltwerk der Normaluhr in bestimmten Zeitintervallen abwechselnd mit der siebenten Zelle rechts und mit der siebenten Zelle links vom Mittelleiter in Verbindung gebracht wird; auf solche Weise werden auf einander folgende Ströme wechselnder Richtung, wie solche zum Betriebe der elektrischen Nebenuhren nöthig sind, in das Uhrennetz abgegeben. Das Contactwerk der Normaluhr ist in diesem Falle mit den oben beschriebenen neuen Einrichtungen versehen, welche den Zweck haben, die durch Selbstinduction und Ladungserscheinungen verursachten Störungen zu vermeiden. Je nach der Spannung, welche für den Uhrenbetrieb erforderlich ist, bestimmt sich die Anzahl der Elemente, die rechts und links vom Mittelleiter in Benutzung zu nehmen sind.

Wenn der Mittelleiter des Dreileitersystems an der Erde liegt, so kann unter gewissen Umständen auch die Erde als Rückleitung für den Uhrenbetrieb benutzt werden.

In dem Buche L'Eclairage electrique, Band IV, S. 365 und 366, ist eine elektrische Uhrenanlage nach System W^rright beschrieben. Bei dieser Anlage wird zwar der Starkstrom zum Betriebe elektrischer Nebenuhren ebenfalls benutzt, aber es sind dort alle die Einrichtungen nicht vorhanden, durch welche die oben beschriebene neue Erfindung besonders gekennzeichnet ist, nämlich die Bleisicherungen oder uutomatischen Ausschalter im Leitungsnetze und die Einrichtung, dafs der Betriebsstrom nicht plötzlich, sondern allmälig unterbrochen wird.

Claims (1)

1. Pa tent-Anspruch:

   Elektrische Centraluhrenanlage, dadurch gekennzeichnet, dafs das Leitungsnetz mit Abschmelzsicherungen oder selbsttätigen Ausschaltern versehen ist, um Störungen in einzelnen Zweigen des Netzes für den übrigen Theil des Netzes unschädlich zu machen, und dafs zugleich ein Schaltwerk in bestimmten Zeitabschnitten den Strom einer zur Abgabe grofser Stromstärken geeigneten Stromquelle eine Zeit lang in dieses Leitungsnetz fliefsen läfst und ihn dann mit Hülfe geeigneter Vorrichtungen in Abstufungen allmälig so weit abschwächt, dafs bei der schliefslichen Unterbrechung die Stromstärke verschwindend klein ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.