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Verfahren zum Betrieb von Fernsteueranlagen In dem Patent 669 596
ist ein Verfahren zum Betrieb von Fernsteueranlagen beschrieben, bei denen einem
Starkstromnetz tonfrequente Steuerströme von einer oder mehreren Fernsteuerzentralen
aus zur Steuerung der an dieses Netz angeschlossenen Empfangsapparate überlagert
werden. Der eine Teil der Empfangsapparate, insbesondere die Massenapparate, werden
durch einfache Frequenzimpulse, der andere Teil der Apparate, vorzugsweise die Einzelapparate,
wie Ölschalter usw., durch Impulsreihen ferngesteuert. Diese Impulsreihen bestehen
beispielsweise aus Impulsen verschiedener Frequenzen. So kann z. T. durch eine Vorbereitungsfrequenz
ein Empfangsapparat in eine bestimmte Vorbereitungsstellung gebracht werden, ohne
daß dabei der eigentliche fernzusteuernde Apparat geschaltet wird. Die eigentliche
Schaltung wird erst durch Sendung einer Vollzugsfrequenz bewirkt. Durch eine besondere
Löschfrequenz kann die ganze Empfangseinrichtung wieder in die Ausgangsstellung
zurückgebracht werden. Die Empfangsorgane bestehen beispielsweise aus Resonanzrelais
mit Erregermagnet, Vorschaltkondensator und Polarisationsmagnet für eine abgestimmte
Zunge, in deren Schwingungsweg ein mit einer Schalteinrichtung verbundener Hammer
oder Taster ragt. Der Erregermagnet ist zusammen mit dem Kondensator etwa auf die
gleiche Frequenz abgestimmt wie die vom Erregermagnet betätigte Zunge. - Zum Schutze
von Empfangsrelais gegen Störimpulse ist vorgeschlagen worden, Resonanzrelais mit
zwei verschieden abgestimmten Zungen zu verwenden, die erst beim Ansprechen beider
Zungen eine Schaltung bewirken. Die eine Zunge steuert dabei beispielsweise ein
Gesperre für die zweite Zunge.
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Die Erfindung geht darauf aus, unter Anwendung von Empfangsrelais
mit mehreren verschieden abgestimmten Zungen, die nur nach dem Ansprechen von mindestens
zwei Zungen eine Schaltung ausführen können, die Zahl der Schaltmöglichkeiten zu
erhöhen.
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Dabei wird wie bei Patent 669 596 mit Vorbereitungs- und Vollzugsfrequenzen
gearbeitet.
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Erfindungsgemäß werden durch die Vorbereitungsfrequenzen Zeitwerke
betätigt, die nur zu bestimmten Zeiten die auf die Vollzugsfrequenzen
abgestimmten
Empfangsapparate für die Fernbetätigung freigeben. Werden für einzelne Relais diese
Zeiten verschieden abgestuft, so kann man durch Wahl verschiedener Zeitabstände
zwischen dem Senden der Vorbereitungs- und der Vollzugsfrequenzen auch bei Anwendung
gleicher Frequenzen verschiedenartige Fernschaltungen ausführen.
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Die Erfindung soll an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele
näher erläutert werden. An die Netzleitungen i (Fig. i) eines Starkstromnetzes sind
über Kondensatoren 2 die Erregermagnete 3 angeschlossen, die Zungen 4 bis 6 betätigen.
In der Nähe der Zungen sind Hämmer oder Taster 7 bis 9 angeordnet. Der Hammer 7
schließt einen Schalter io für einen Synchronmotor i i, der über ein Vorgelege 12,
13 eine Sperrwalze 14 mit Ausschnitt 15 für die Hämmer 8 und 9 antreibt. Die Hämmer
8 und 9 wirken mit Klinken 16 auf nur über einen Teil des Umfangs verzahnte Räder
17 ein; deren verzahnte Teile um iSo° gegeneinander versetzt sind. Die Räder 17
sitzen auf der Schaltwelle 18 für den Steuerschalter i9, beispielsweise eines OIschalters.
Der Motor i i treibt auch noch ein Schaltrad 2o an, das mit der Bürste 21 zusammenarbeitet
und einen Isolierteil 22 enthält. 23 sind Anschläge für die Hämmer 7 bis 9. Sie
dienen dazu, die Hämmer in einem bestimmten Abstand von den Zungen 4 bis 6 zu halten,
um so ein freies Aufschwingen der Zunge bei geringer Dämpfung und damit eine hohe
Selektivität der Resonanzorgane zu erzielen: Die Zunge 4 sei beispielsweise auf
31o, die Zunge 5 auf 32o und die Zunge 6 auf 33o Hertz abgestimmt. Die Frequenz
310 ist in diesem Fall eine Vorbereitungsfrequenz, die Frequenzen
32,0 und 330 sind Vollzugsfrequenzen.
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In der gezeichneten Stellung werden die Hämmer 8 und 9 durch die Sperrwalze
14 in einem solchen Abstand von den Zungen 5 und 6 gehalten, daß sie von der schwingenden
Zunge nicht erreicht werden. Die Zahnteilung der Räder 17 ist derart grob, daß der
durch die Sperrwalze 14 bewirkte Anhub der Hämmer 8 und 9 noch keine Fortschaltung
der Welle 18 hervorruft: Soll nun beispielsweise der Schalter i9 geöffnet werden,
so wird zunächst die Frequenz 31o gesendet; diese bringt die Zunge 4 zum Schwingen.
Die Zunge 4 schlägt den Hammer 7 hoch, .der den Schalter io für den Synchronmotor
i i schließt. Der Motor ii läuft an und stellt sich nach dem Abgleiten der Bürste
21 vom Isolierteil 22 über die Schaltscheibe 2o eine Selbsthaltung her, die den
Schalter io überbrückt. Der Motor läuft weiter, bis der Isolierteil 22 wieder auf
die Bürste 21 trifft und dadurch der Motorstromkreis unterbrochen wird. Das Vorgelege
13 hat ein -Übersetzungsverhältnis von i : 2; infolgedessen macht bei einer Umdrehung
der Schaltscheibe 2o die Sperrwalze 14 nur eine halbe Umdrehung, so daß der Ausschnitt
15 in den Bereich der: Hämmer 8, 9 gelangt. Die Hämmer können sich deshalb bis zu
den Anschlägen 23 senken und gelangen dadurch in den Schwingungsbereich der
Zungen 5, 6. Nun wird die Frequenz 330 gesendet; dadurch spricht die Zunge
6 an; der Hammer 9 wird wiederholt emporgeschleudert und schaltet dadurch die Welle
18 um i8o fort: Dadurch wird der Schalter i9 geöffnet Hierauf werden noch einmal
310 Hertz gesendet; dadurch wird noch einmal der Motor ii in Gang gesetzt; die Schaltscheibe
:2o macht wieder eine Umdrehung, und die Sperrwalze 14 wird in die Ausgangsstellung
zurückgebracht.
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In dieser Stellung können zwar die Zungen 5 und 6 ansprechen, falls
die Frequenzen 32o und 33o Hertz gesendet werden; sie können aber ihre Hämmer 8
und 9 nicht beeinflussen, da die kraftschlüssige Kupplung zwischen den beiden Teilen
durch die Sperrwalze 14 ausgerückt ist. Die Kupplung kommt nur dann zustande, wenn
die Hämmer auf den Anschlägen 23 aufruhen.
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Soll nun der Schalter i9 wieder geschlossen werden, so wird durch
Senden von 31o Hertz, wie oben beschrieben; die Sperrwalze 14 um i8o ° gedreht,
dann wird durch Sendung von 32o Hertz die Zunge 5 zum Ansprechen gebracht, der Hammer
8 wird wiederholt hochgeschleudert und dreht dadurch die Welle 18 in die gezeichnete
Stellung zurück, in der der Schalter i9 geschlossen ist.
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Die Sperrvorrichtung 14, 15 braucht nicht gerade die Hämmer 8 und
9 zu beeinflussen, sie könnte beispielsweise auch die Klinken 16 ausrücken oder
die Federn 5 und 6 festhalten bzw: in ihren Ausschlägen begrenzen. Auch könnten
die Hämmer 8, 9 dadurch gesperrt werden, daß man sie zwar auf die Anschläge 23 aufruhen
läßt, ihr Hochschleudern aber verhindert.
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Im Ausführungsbeispiel werden durch eine erste Sendung der Vorbereitungsfrequenz
310 die Empfangsorgane für die Vollzugsfrequenzen 320, 330 freigegeben, durch
eine zweite Sendung der Vorbereitungsfrequenz wieder gesperrt. Meist wird es sich
empfehlen, dem Vorgelege 13 ein Übersetzungsverhältnis i : i zu geben, so daß also
nach Sendung der Vorbereitungsfrequenz die Sperrwalze 14 einmal umläuft. Je nach
der Anordnung des Ausschnitts 15 werden während dieses Umlaufs die Hämmer 8 und
9 früher oder später freigegeben und können dann durch Sendung der entsprechenden
Vollzugsfrequenzen betätigt
werden. Da der Synchronmotor i i mit
einer der Starkstromfrequenz des Netzes i entsprechenden Drehzahl umläuft, die in
der Fernsteuerzentrale durch Anschluß eines ebensolchen Synchronmotors leicht überwacht
werden kann, ymacht die genaue Feststellurig des Zeitpunkts, in dem die Vollzugsfrequenzen
für die Hämmer 8 und 9 gesendet werden sollen, keinerlei Schwierigkeiten.
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Mit derartigen Empfangseinrichtungen lassen sich unter Zuhilfenahme
von nur drei Frequenzen eine große Anzahl von Fernschaltungen ausführen. Dabei können
für die verschiedenen Schaltarten die Empfangseinrichtungen folgendermaßen geändert
werden: Eine erste Reihe von verschiedenen Empfangsarten erhält man dadurch, daß
man für die einzelnen Empfangsapparate die Ausschnitte 1,5 verschieden anordnet.
Dadurch werden nach Sendung der Vorbereitungsfrequenz die auf Vollzugsfrequenz abgestimmten
Organe staffelweise nacheinander für den Empfang freigegeben. Je nachdem nun die
Vollzugsfrequenz früher oder später gesendet wird, spricht der eine oder andere
Empfangsapparat an. Eine zweite Reihe von Schaltarten erhält man dadurch, daß man
die Vorbereitungs-und Vollzugsfrequenzen miteinander vertauscht, indem man bei dem
einen Empfangsapparat beispielsweise die Zunge 4 auf 310,
die Zungen 5 und
6 auf 320 und 330 Hertz abstimmt, beim anderen Empfangsapparat die
Zunge 4 auf 320, die Zungen 5 und 6 auf 310 und 33o Hertz usw.
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Eine dritte Reihe von Schaltarten erhält man durch Änderung des übersetzüngsverhältnisses
im Getriebe 13. Wird z. B. an Stelle des Übersetzungsverhältnisses i : 2 ein Übersetzungsverhältnis
i : 4 gewählt, so werden erst nach zweimaliger Sendung der Vorbereitungsfrequenz
31o die Hämmer 8 und 9 durch die Sperrwalze 14 freigegeben. Es läßt sich also mit
drei Frequenzen eine sehr hohe Zahl von verschiedenen Schaltarten erzielen, die
wohl in allen Fällen ausreichen dürften.
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Ein besonderer Vorteil einer derartigen Empfangseinrichtung besteht
darin, daß die elektrischen Teile 2, 3 der Resonanzorgane stets ans Netz i angeschaltet
bleiben können, und zwar auch dann, wenn die Vorbereitungs-und Vollzugsfrequenzen
für die verschiedenen Empfangsapparate in ihrer Funktion miteinander vertauscht
werden. Ohne Anwendung von Gesperre oder Kupplungen müßte sonst die Anordnung so
getroffen werden, daß das auf eine Vorbereitungsfrequenz abgestimmte Empfangsorgan
die auf Vollzugsfrequenz abgestimmten Organe ein- bzw. ausschaltet.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß für die verschiedenen
Empfangsorgane, u. LT. auch für das Vorbereitungs- und die Vollzugsorgane, ein gemeinsamer
elektrischer Teil (Kondensator, Erregermagnet usw.) verwendet werden kann. Eine
solche Ausführungsform zeigt beispielsweise die Fig. 2. Hier ist 4 eine auf eine
Vorbereitungsfrequenz, 5 eine auf eine Vollzugsfrequenz abgestimmte Zunge. Der Hammer
7 schließt wieder einen Schalter io für einen Synchronmotor i i mit einem Sperrteil
14; der einen Ausschnitt 15 hat. 2o bis 22 ist wie in Fig. i die Überbrückungseinrichtung
für den Schalter io. i9 ist der zu betätigende Schalter, an den eine Signaleinrichtung
angeschlossen sein kann, 8 der die Kontaktzungen i9 zum Berühren bringende Hammer,
der durch die Zunge 5 in Bewegung gesetzt wird. Die Zungen 4 und 5 haben trotz ihrer
verschiedenen Funktionen als Vorbereitungs- bzw. Vollzugsorgan einen gemeinsamen
Erregermagnet 30 mit Vorschaltkondensator 31. Die Zunge 4 sei wieder auf
31o, .die Zunge 5 auf 32o Hertz abgestimmt. In der gezeichneten Stellung ist der
Hammer 8 gegen ein Ausschwingen gesperrt, -kann also durch die Feder 5 nicht hochgeschleudert
werden. Sollen die Schaltzungen i9 zum Schließen gebracht werden, so wird durch
Senden der Frequenz 31o die Zunge 4 zum Ausschwingen gebracht. Dadurch wird mittels
des Hammers 7 des Schalters 1o der Motor 1i in Gang gesetzt. Nach einer bestimmten
Laufzeit gelangt der Ausschnitt 15 in den Bereich des Sperrstiftes 8o, der am Hammer
8 angebracht ist. Wird nun in diesem Augenblick die Frequenz 32o Hertz gesendet,
so kann der Hammer 8 ausschwingen und den Schalter i9 betätigen. Auch bei dieser
Ausführungsform des Empfangsgeräts sind zwecks Vervielfachung der Schaltarten die
oben angegebenen Veränderungen und Vertauschungen der einzelnen Teile und Frequenzen
möglich.
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Bei den Ausführungsformen nach den Fig. i und 2 wird zur Betätigung
des Gesperres ein Hilfsmotor verwendet, der von einem Resonanzorgan gesteuert ist.
In Fig.3 ist beispielsweise ein Empfangsapparat ohne einen solchen Hilfsmotor dargestellt.
Er hat eine auf die Vorbereitungsfrequenz abgestimmte Zunge 32, deren Schwingungen
von zwei hintereinanderliegenden Hämmern 33, 34, die frei gegeneinander beweglich
sind, überwacht sind, ferner die auf Vollzugsfrequenzen abgestimmten Zungen 35,
36 mit den Hämmern 37, 38, die über Klinken 39, 40 nur über den halben Umfang verzahnte
Räder 41, 42 antreiben, die mit Steuerscheiben 43, 44 verbunden sind. Die Steuerscheiben
haben Einschnitte 45, 46 und arbeiten mit den Steuerteilen 47, 48 zusammen. Die
Hämmer 37 und 38 haben Nasen 49, 5o, hinter die Vorsprünge 5 i, 52 der mit den Hämmern
33, 34 verbundenen
Arme 53, 54 greifen können. Die Vorsprünge 55,
56 dienen zum Ausrücken der Steuerteile 47, 48 aus den Rasten 45, 46. Die Räder
41, 42 sitzen auf der Nockenwelle 57, die den Sehälter 58 betätigt.
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Soll der Schalter 58 geöffnet werden, so wird durch Senden einer Vorbereitungsfrequenz
die Zunge 32 zum Schwingen gebracht; sie schleudert die Teile 33 und 34 hoch, der
Teil 33 kann sich dabei an der Nase 49 nicht verklinken, da, diese samt dem Hämmer
37 durch den Steuerteil 47 hochgehalten wird, wohl aber verklinkt sich der Teil
34 mit dem Vorsprung 52 hinter der Nase 5o. Ferner wird durch den Vorsprung 55 der
Steuerteil 47 aus seiner Rast 45 gehoben, der Hammer 37 sinkt bis in den Schwingungsbereich
der Zunge 35 ab. Nun wird durch Senden der entsprechenden Vollzugsfrequenz die Zunge
35 zum Schwingen gebracht; dadurch wird der Hammer 37 periodisch hochgeworfen und
klinkt mit dem Teil 39 die Welle 57 mit den auf ihr sitzenden Teilen um 18o1 weiter.
Dadurch wird der Schalter 58 geöffnet, die Rast 46 gelangt in den Bereich des Steuerteils
48, der nach abwärts sinkt, dadurch den Hammer 38 von der Feder 36 abhebt und gleichzeitig
den Teil 54 durch Abheben der Nase 50 vom Vorsprung 52 freigibt; der Hammer
34 kann dann in die Ausgangsstellung zurückkehren.
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Soll nun wieder der Schalter 58 geschlossen werden, so wird durch
die Vorbereitungsfrequenz die Zunge 32 erregt: Von den Hämmern 33 und 34, die wieder
emporgeschleudert werden, wird jetzt nur der Hammer 33 an seinem Vorsprung 51 durch
die Nase 49 festgehalten; ein Festhalten des Hammers 34 in angehobener Stellung
ist unmöglich, da, wie vorher erwähnt, jetzt der Steuerteil 48 den Hammer 38 hochhebt.
Durch das Festhalten des mit dem Hammer 33 verbundenen Teils 53 wird durch den Vorsprung
56 der Steuerteil 48 hochgehoben, der Hammer 38 kann dadurch in den Schwingungsbereich
der Zunge 36 gelangen. Nun wird die der Zunge 36 entsprechende Vollzugsfrequenz
gesendet. Dadurch wird die Welle 57 durch den Hammer 38, die Klinke 4o und das Rad
42 um weitere 18o° geschwenkt, der Schalter 58 also geschlossen und alle übrigen
Teile in die gezeichnete Lage zurückgedreht.
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In Fig. 3 bewirken die auf die Vorbereitungsfrequenz ansprechenden
Teile 32 bis 34 lediglich die Einrückung der kraftschlüssigen Kupplung zwischen
den Zungen 35, 36 und die Hämmer 37; 38 durch Annäherung der Hämmer an die Zungen;
die Ausrückung dieser Kupplung bewirken nach vollendeter Schaltung die von den Vollzugsorganen
(Federn 35, 36, Hämmer 37, 38) gesteuerten Scheiben 43, 44 mit Hilfe der Rasten
45, 46 und der @Steüerteile 47, 48.
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Wird ähnlich wie in Fig: a an Stelle der Kupplungen ein Gesperre für
die Vollzugsorgane verwendet, so wird das Getriebe derart abgeändert, daß durch
die auf eine Vorbereitungsfrequenz abgestimmten Empfangsorgane das Gesperre für
die Vollzugsorgane lediglich ausgerückt wird und nach Beendigung des Schaltvorgangs
durch einen von den Vollzugsorganen angetriebenen Teil wieder eingerückt wird.
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Die Erfindung ergibt u. a. auch den Vorteil, daß die Vollzugsorgane
nach Beendigung des Schaltakts gesperrt oder sonstwie unwirksam gemacht sind und
infolgedessen auch bei Auftreten von Störfrequenzen im Starkstromnetz nicht beeinfiußt
werden können.