DE118717C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Nach vorliegender Erfindung wird bezweckt, die Leitungen und Leitungsnetze für Starkstrom gleichzeitig zum Telegraphiren, zur Zeitangabe u. s. w. zu benutzen. Die Erfindung gestattet^ elektrische Zeichen an alle Abnehmer oder an alle Punkte des Netzes eines Elektricitätswerkes, das Strom für Licht- und Kraftvertheilung abgiebt, von einem oder mehreren auf dieses Netz geschalteten Gebeapparaten aus zu übermitteln, so dafs jetzt ein besonderer Draht zum Geben der elektrischen Zeichen nicht mehr erforderlich ist. Die Erfindung macht sich dabei die Erscheinung der elektrischen Resonanz in von Condensatoren und Selbstinductionsspulen ununterbrochenen Wechselstromkreisen zu Nutze.

Mehrere in der Centrale aufgestellte Wechselstrommaschinen verschiedener Schwingungszahl, deren einer Pol unter Einschaltung von Ausschaltern an Erde liegt, senden ihre Ströme in den einen Leiter des Starkstromnetzes. Bei dessen Theilnehmern sind als Empfangsapparate Gruppen von Selbstinductionsspulen und Condensatoren aufgestellt. Jede dieser Gruppen ist so abgeglichen, dafs durch sie für eine bestimmte Frequenz . des Stromes einer der Wechselstrommaschmen die Phasenverschiebung nach der bekannten Formel

. 4 π² 2V² C L = ι

ausgeglichen wird. In dieser Formel bedeutet N die Frequenz des Stromes,. für den ein Ausgleich stattfinden soll, C die Capacität des betreffenden Condensators und L die Selbstinduction der betreffenden Spule. So viele verschiedene Arten von elektrischen Zeichen nun von der Centrale aus gegeben werden sollen, so viele Wechselstrommaschinen und Gruppen von Selbstinductionsspulen und Condensatoren müssen vorhanden sein. Die Rückleitung der Wechselströme geschieht durch die Erde. Ist der zur Speisung des Netzes dienende Strom auch ein Wechselstrom, "so müssen sämmtliche zur Zeichengebung erzeugten Wechselströme eine andere Frequenz haben als dieser.

Fig. ι ist ein Schema der Gesammtanordnung des Systems.

Fig. 2,3,4 und 5 zeigen die Aufstellung der Empfangsapparate bei den Theilnehmern des Starkstromnetzes.

Fig. 6 ist eine Sonderansicht eines die Unterbrechung des Stromkreises bewirkenden Empfangsapparates.

Fig. 7 zeigt eine Abänderung des Systems, bei der für die Zeichengebung Gleichstrom benutzt wird.

In Fig. ι bedeutet α b eine Leitung des Vertheilungsnetzes für Licht und Kraft. Von dieser gehen Abzweigungen, z. B. c d, im Nebenschlufs zu den bei den Theilnehmern aufgestellten Apparaten e (Glühlampen u. dergl.) aus. Vor dem Elektricitätszähler ρ der Hauptleitung sind an den Leitungsdraht c mittelst der Drähte fg h die einen Enden der Spulen i kl angeschlossen, während die anderen Spulenenden

zu den Condensatoren m η ο und von dort bei qr s zur Erde führen, tuv sind Wechselstrommaschinen, deren einer Pol durch die Leitungsdrähte χy \ an den Strang α angeschlossen ist, während der andere Pol unter Einschaltung von Ausschaltern oder Unterbrechern i, 2, 3 an Erde liegt.

Durch die Verwendung dieses Systems wird die Vertheilung des Starkstromes in keiner Weise gestört, auch nicht dadurch, dafs der eine Leiter des Netzes an Erde gelegt wird. Auch ist es ausgeschlossen, dafs der von den Wechselstrommaschinen kommende Strom in die Zählapparate oder die zur Verwendung des Stromes dienenden, bei dem Theilnehmer aufgestellten Verbrauchsapparate eintritt.

Die Spulen i kl sind entweder als Spulen eines einen Anker anziehenden Elektromagneten (Fig. 2) ausgebildet oder aber als einen Eisenkern in sich hineinziehende Solenoide (Fig. 3). Diese Spulen 'üben nun infolge der Wirkung der von den Maschinen tuv herkommenden Ströme eine Kraftwirkung aus, die entweder direct nutzbar gemacht werden kann oder zum Betriebe eines Relais dient. Den für letzteres nothwendigen Strom liefert entweder die Batterie 4 (Fig. 4) oder, wie Fig. 5 zeigt, das Netz. In beiden Fällen ist 5 der durch das Relais betriebene Empfangsapparat. Entsprechend der Gröfse der zu leistenden mechanischen Arbeit wendet man bald die eine, bald die andere dieser Einrichtungen an. Man hat es also in der Hand, durch die Thätigkeit der Wechselstrommaschinen tuv und durch Schliefsen der Unterbrecher 1,2,3 ^m gewissen Zwischenräumen bei den Theilnehmern verschiedene mechanische Wirkungen hervorzubringen.

So kann man z. B. die Combination t i m zur Angabe von Zeitintervallen benutzen; hierbei wird der Unterbrecher 1 am Ende jeder Minute' selbstthätig während 1 oder 2 Secunden geschlossen gehalten. In diesem Falle steht die Spule i zweckmäfsig mit einem Elektromagneten in Verbindung, der beispielsweise das Minutenrad eines Uhrwerkes bei jedem Stromstofse um einen Zahn fortschiebt. Zur Zeitangabe bei einem Theilnehmer ist also nur. die Aufstellung einer für die Stromfrequenz N sich ausgleichenden Gruppe, bestehend aus Spule i und Condensator to, in Verbindung mit einem als Empfangsapparat dienenden Zifferblatte erforderlich.

Das Elektricitätswerk kann die elektrische Zeichengebung auch zu seinem ausschliefslichen Gebrauche verwenden; so kann z. B. die für die Stromfrequenz 2V¹ ausgeglichene Gruppe ukn dazu benutzt werden, einen im Nebenschlufs der Theilnehmerleitung eingeschalteten Unterbrecher zu betreiben, so dafs dieser Nebenschlufs durch die Bewegung des Unterbrechers geschlossen und geöffnet wird. Diese Einrichtung ist verwendbar für Theilnehmer, die vertragsmäfsig nur bis zu einer bestimmten Stunde ein Anrecht auf Stromlieferung haben. Auf gleiche Weise kann man auch unter Benutzung von mehreren Strömen verschiedener Frequenz das Licht bei einigen Theilnehmern um 9 Uhr, bei anderen um 10 Uhr u. s. w. verlöschen lassen.

■ Will man das Gleiche bei Verwendung von nur einer Wechselstrommaschine erreichen, so ist der in Fig. 6 dargestellte Apparat verwendbar, dessen Hauptbestandteil ein Elektromagnet 6 von der Anordnung ist, dafs er eine um ihre Achse drehbare Platte aus weichem Eisen 7 anziehen kann, auf deren Verlängerung und damit fest verbunden sich ein nicht magnetisches Metallstück 8 befindet, das am Ende einem Uhranker ähnlich gestaltet ist und in ein Zahnrad 9 eingreift. Auf der Achse des Zahnrades 9 sitzt eine leicht auswechselbare Excenterscheibe 10, welch letztere einen beliebig gestalteten Stromunterbrecher 11 betreibt. Es ist leicht ersichtlich, dafs durch Aenderung der Form der Excenterscheibe oder des Hebedaumens 10 man den Unterbrecher zu verschiedenen Zeiten, den an , die Leitung angeschlossenen Theilnehmern entsprechend, schliefsen und öffnen kann. Dieser Hebedaumen oder dieses Excenter 10 mufs leicht auswechselbar sein, so dafs man erforderlichenfalls auf Wunsch des Abnehmers die Zeit der Anzündung und des Verlöschens seiner Beleuchtungsanlage verändern kann.

Das gleiche System kann man, statt für sämmtliche Apparate eines Theilnehmers, auch nur bei einigen derselben (beispielsweise Bogenlampen, Motoren u. s. w.) anwenden. Ebenso kann man sich desselben zum Anzünden und Auslöschen der Lampen der Strafsenbeleuchtung bedienen. ;

Gestaltet man den Unterbrecher 3 zu einem Morsetaster um, so kann_odie Gruppe /0 zum Betriebe eines Morseempfängers dienen. Es ist also auch möglich, auf dem Leitungsnetze zu telegraphiren. Statt der Morsetaster kann man auch bei 3 einen Zeigertelegraphen nach Art des Wh eat stone 'sehen aufstellen und durch die Gruppe Io einen Drucktelegraphen nach. Art des W right'sehen oder ähnliche als Empfänger betreiben lassen. Es ist selbst möglich, von einer einzigen Station aus, aber unter Anwendung verschiedener Wechselstrommaschinen von unter einander verschiedener Frequenzj/p"p'" einerReihe von Theilnehmern nur die politischen Telegramme, einer anderen Sporttelegramme und wieder einer anderen nur Börsentelegramme zuzusenden, indem man bei einer Reihe von Theilnehmern eine Gruppe

von Spulen und Condensatoren /o, die' für die Stromfrequenz p' sich ausgleichen oder in sogenannter elektrischer Resonanz stehen, anwendet, während anderen Gruppen eine Strömfrequenz p" u. s. w.' entspricht.

Aus dem Vorhergehenden ergiebt sich, dafs die von einer Station herkommenden Stromstöfse in die Empfangsapparate aller Theilnehmer eintreten können, welche durch eine Nebenleitung an den mit der Station in Verbindung stehenden Strang α angeschlossen sind.

Wird zur Speisung mit Strom im vorliegenden Falle ein Gleichstrom angewendet, so bedarf man gewöhnlich keiner Unterbrechung des Zusammenhanges in dem Leitungsnetz.

In allen Fällen kann man, indem man die Stromausgabe von der ^ Centralstation aus besorgt, mit allen Theilnehmern in Verbindung treten. Bei Verwendung von drei Leitungsdrähten empfiehlt es sich, den zusätzlichen Wechselstrom durch den alle Zweigstellen berührenden neutralen Draht zu senden. Werden Wechselströme zur Stromversorgung benutzt, so wird die Station in den Secundärdraht eingeschaltet. Bei Verwendung mehrerer solcher von einander vollkommen unabhängiger Secundärleitungen mufs man die gleichnamigen Pole derselben durch einen Draht mit einander verbinden.

Man kann sich jeglicher Art von Wechselstrommaschinen t u ν bedienen; doch empfiehlt es sich, zur Verringerung der Dimensionen und des Preises der Condensatoren mn ο möglichst hohe Frequenzzahlen zu benutzen.

Alle Vorrichtungen, welche Wechselströme erzeugen können, wie Ruhmkorff'sche Spulen, magnetoelektrische Maschinen u. s. w., können bei vorliegender Erfindung Anwendung finden.

Wird das Leitungssystem durch Wechselströme mit Elektricität versorgt, so kann eine der Wechselstrommaschinen t durch eine Gleichstromdynamo 12 ersetzt werden.

In diesem Falle bedarf es des Condensators m •nicht; die Spule i (Fig. 7) genügt, um durch ihre Selbstinduction den Gleichstrom vom Wechselstrom zu trennen.

In den gewöhnlich vorkommenden Fällen, in denen man sich der Condensatoren bedient, kann man die durch auf der Leitung befindliche Erdschlüsse verursachten Energieverluste der Wechselstrommaschine t auf das äufserste Mafs herunterdrücken, indem man zwischen 1 und der Erdplatte q einen für diesen Zweck besonders hergerichteten Condensator einschaltet.

Eine andere wichtige Anwendung, die dieses System noch zuläfst, beruht darin, dafs es auch ermöglicht, den auf der Fahrt befindlichen elektrischen Bahnen elektrische Zeichen zum Antriebe von Apparaten irgend welcher Art, z. B. elektrischer Uhren, zu übermitteln. Zur Zuführung ' des betreffenden Wechselstromes dient dabei die ober- oder unterirdische Zuleitung des Starkstromes, während seine Rückleitung durch die Erde geschieht.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine Einrichtung zur elektrischen Zeichengebung (zwecks Telegraphie, Zeitangabe, Antriebes von Apparaten) an alle Theilnehmer oder an alle Punkte des Netzes eines Elektricitätswerkes, das Strom für Licht- und Kraftvertheilung abgiebt, von einem oder mehreren auf dieses Netz geschalteten Gebeapparaten aus, wobei die diese Zeichen bestimmenden Ströme den einen der beiden Leiter des Netzes durchlaufen und durch die Erde zurückkehren, und zwar, ohne die Vertheilung von Kraft und Licht störend zu beeinflussen, gekennzeichnet durch ihre Verbindung mit dem Netze des Elektricitätswerkes vermittelst Wechselstromerzeugern und durch Condensatoren mit der Erde verbundener Inductionsspulen, deren Selbstinduction zu der Capacität des zugehörigen Condensators so bemessen ist, dafs jede Gruppe von je zweien dieser Apparate in elektrischer Resonanz für die Frequenz eines der Wechselströme ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.