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Fernsteuersystem Das Fernsteuersystem, das den Gegenstand der Erfindung
bildet, hat die Aufgabe, mindestens zwei Relaisgruppen, von denen die mit Zeitwählern,
Schrittschaltwerken o. dgl. versehenen Relais .der ersten Gruppe durch Impulse verschiedener
Dauer, Zahl oder verschiedenen Zeitabstandes ausgewählt und zu auswahlbaren Schalttakten
veranlaßt werden, mit Impulsen gleicher oder ähnlicher Art so zu betätigen, daß
der Betrieb der ,einen Relaisgruppe nicht den der anderen Relaisgruppe stören kann.
Als Impulsarten kommen in Betracht: Strom- oder Spannungsstöße, Strom- oder Spannungsunterbrechungen,.
die :entweder mit den Strömen und Spannungen eines Netzes oder mit überlagerten
Strömen und Spannungen durchgeführt werden. Zur näheren Erläuterung der Aufgabe
der Erfindung soll .auf ein Beispiel Bezug genommen werden: Die verschiedenen Empfangsrelais
sind .an :ein Starkstromnetz, insbesondere an ein Drehstromnetz angeschlossen. Zwecks
Erzeugung der Fernsteuerimpulse wird die Starkstromspannung einer oder sämtlicher
Phasen kurzzeitig in einer bestimmten Weise geändert, und zwar . so kurzzeitig,
daß dadurch der Betrieb der v:bri,g@en Starkstromapparate nicht gestört wird. Die
Empfangsrelais der ersten Gruppe sind mit Organen versehen, die auf diese Spannungsänderung
ansprechen.. Beim ersten Impuls setzen sie ein Zeitwerk in Gang, das einen Steuerteil
aus einer bestimmten Ausgangslage längs eines Schaltweges bewegt und ihn schließlich
wieder in die Ausgangs-Iage bringt. Dabei setzt sich das Zeitwerk selbsttätig still.
In den Schaltweg des Steuerteils ragt an :einer oder mehreren genau festgelegten
Stellen ,ein Schaltteil, der von dem Steuerteil aber nur dann betätigt wird, wenn
gleichzeitig beim Vorbeiwandern des Steuerteils an ,dem Schaltteil ein zweiter Impuls
gesendet wird. Dadurch, daß man bei den verschiedenen Relais der ersten Gruppe die
Schaltteile
je an verschiedenen Stellen des Schalttveges anbringt, kann -man durch Änderung
des Zeitabstandes zwischen den beiden gesendeten Impulsen die einzelnen Relais bei
der Fernsteuerung willkürlich auswählen, sie können gleiche oder verschiedenartige
Fernsteuerakte ausführen. Dadurch, daß man bei einem Relais zwei oder mehrere Schaltteile
an verschiedenen Stellen des Schaltwegs anordnet, kann man je nach dem Zeitabstand
der beiden Impulse bei ein und demselben Relais verschiedenartige Fernsteuerakte
auswählen. Die Durchlaufszeit des Steuerteils möge dabei jeweils 3 Minuten betragen.
Diese Zeit gibt einen verhältnismäßig großen Spielraum für die Auswahl des Zeitabstandes
zwischen den beiden Impulsen. Wenn z. B. die Zeitabstände der Impulse mit Rücksicht
auf sicheres Arbeiten der Relais von 5 zu 5 Sekunden gestaffelt sind, dann können
36 verschiedene Schaltakte durchgeführt werden. Eine zweite Relaisgruppe, die mit
der gleichen Impulsart betrieben wird, soll nun beispielsweise zur Abgabe von Morsezeichen
in willkürlicher Folge dienen. Die Morsezeichen werden beispielsweise in der Form
erzeugt, daß bei jedem ersten Impuls irgendein Signalapparat eingeschaltet, beim
zweiten Impuls abgeschaltet wird. Beim Senden der Morsezeichen sprechen :aber auch
die Relais der ersten Gruppe an; schon nach Sendung weniger Zeichen wird deshalb
der ganze Schaltzustand der Relais der ersten Gruppe vollkommen in Unordnung geraten
sein. Ebenso werden bei der Betätigung der Relais der ersten Gruppe die Relais der
zweiten Gruppe notwendigerweise Signale geben, die in dem betreffenden Augenblick
weder erwünscht sind noch den sonst üblichen Morsezeichen entsprechen. Es stört
also der Betrieb der ersten Relaisgruppe jeweils den der zweiten und umgekehrt.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, mit der gleichen Impulsart die beiden Relaisgruppen
derart zu betätigen, daß sie sich gegenseitig, nicht stören.
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Es ist bekannt, mehrere Relaisgruppen dadurch unabhängig voneinander
zu betätigen, daß man Impulsgruppen bei der .Sendung verwendet und dafür sorgt,
daß für die verschiedenen Steuerakte einer Relaisgruppe die Summe bzw. die Differenz
der gegebenen Impulse die gleiche ist. Solche Relaishaben eine Verzögerungseinrichtung,
die den Vollzug des Fernsteueraktes erst dann zuläßt, -wenn die betreffende Impulssumme
oder -differenz erreicht ist. Die Bindung an bestimmte Impulssummen u. dgl. ist
aber lästig.
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Die Erfindung erreicht die unabhängige Betätigung mehrerer Relaisgruppen
auf andere Weise. Sie setzt ein Fernsteuersystent voraus, bei dein durch Impulse
verschiedener Dauer, Zahl oder Zeitabstandes zwei oder mehrere Gruppen von mit Schrittschah-
oder Zeitwerken versehenen Empfangsrelais ausgewählt und zu auswählbaren Schaltakten
veranlaßt werden.
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Erfindungsgemäß, -werden die verschiedenen Relaisgruppen, die mit
den gleichen oder ähnlichen Impulsarten betätigt -werden, durch Sendung von Umstellkommandos,
die beispielsweise die sonst wirkungslosen Relais det einen Gruppe wirksam und die
sonst wirk Samen Relais der anderen Gruppe unwirksam machen, unabhängig voneinander
be tätigbar gemacht. Die Umstellkommandos bestehen am besten aus denselben Impulsarten
wie die Impulsarten, die zum Betrieb der Relaisgruppen verwendet werden. Damit dabei
möglichst viel Kommandoarten für die sonstige Betätigung der Relais frei bleiben,
empfiehlt es sich, ein einziges Umstellkommando zu verwenden, das sowohl die Relais
der ersten Gruppe unwirksam, wie die Relais der zweiten Gruppe wirksam macht. U
m ferner möglichst gleich zu Beginn einer Sendung den Betrieb auf die eine oder
andere Relaisgruppe umstellen zu können, wird man von den für den Betrieb der Relaisgruppen
verwendeten Impulsen verschiedener Dauer, verschiedener Zahl oder verschiedenen
Zeitabstandes die kürzeste Impulsart oder -folge als Umstellkommando verwenden.
Nach Sendung des Umstellkommandos kann man die ursprüngliche Relaisbetriebsart,
Wirksamkeit der ersten Gruppe und Unwirksamkeit der zweiten Gruppe, an den einzelnen
Relais von Hand oder durch irgendeinen Fernsteuerimpuls beliebiger Art wiederherstellen.
Vorteilhaft ist es jedoch, dafür Zeitwerke, Laufwerke oder andere Zeitelemente,
z. B. beheizte Bimetallfedern usw., zu verwenden, die in einer bestimmten Zeit nach
der Sendung des Umstellkommandos die Relais der ersten Gruppe wieder wirksam, die
Relais der zweitem Gruppe unwirksam machen. Da die Relais meist an sich schon mit
Laufwerken ausgestattet sind, empfiehlt es sich, gleich diese Laufwerke für die
selbsttätige Umstellung der Relais von dem unwirksamen zum wirksamen Zustand und
umgekehrt zu verwenden.
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An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele soll
die Erfindung näher erläutert werden. Bei diesen Beispielen ist vorausgesetzt, daß
die Impulse durch einem Starkstromnetz überlagerte Steuerenergien netzfremder Frequenz,
insbesondere von Tonfrequenz, erzeugt werden. N ist das Starkstromnetz, an das außer
den Starkstromapparaten über die Reihenschaltung einer Kapazität 91 und einer Induktivität
92 auch ein Cberlagerungsgenerator 93, der beispielsweise
eine
Frequenz von 370 Hertz erzeugt, angeschlossen ist. Durch Schließen und üffn
en des Schalters 94, das auch selbsttätig durch ein Laufwerk vorgenommen werden
kann, wird diese Frequenz impulsartig dem Netz N überlagert. Die Teile g i und 9_2
sind e :lektrisch auf 37o Hertz ab ,estimmt. An das Netz sind zwei Gruppen von Relais
angeschlossen, von denen je nur ein Relais dargestellt ist. Dias Relais A gehört
der ersten Gruppe, das Relais B der zweiten Gruppe an.
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Bei dem Relais A ist über einen, Kondensator i die Magnehvirklüng
2 an das Netz angeschlossen. Beide Teile bilden zusammen ein elektrisches Schwingungssystem,
das etwa eine Eigenfrequenz von 370 Hertz hat. Im Magnetfeld der Wicklung
2 ist eine auf 370 Hertz abgestimmte und durch einen Dauermagnet 4 polarisierte
.Zunge 5 angeordnet, in deren Schwingungsweg die Welle 6 ragt. Wenn die Zunge 5
schwingt, wird diese Welle in der Pfeilrichtung ,angehoben und in der erhobenen
Stellung gehalten. Kommt die Zunge 5 zur Ruhe, so kehrt die Welle 6 in die gezeichnete
Ausgangslage zurück. Sire wird dabei durch das als Anschlag dienende Lager 7 in
einem bestimmten Abstand von der Ruhelage der Zunge 5 gehalten, damit die Zunge
frei anschwingen kann und ihre hohe Resonanzschärfe behält. Auf der Welle 6 sitzt
die Schaltscheibe 8, die den Schalter 9 mit den Kontakten i i, 12, die in die Offen-Stellung
streben, betätigt. Ferner sitzt auf der Welle 6 das Ritzel 13, das über das Zahnrad
14 den Schaltnocken 15 für den Schalter 16 betätigt, dessen Kontakte 17, 18 ebenfalls
in die Offenstellung streben. Schließlich ist auf der Welle auch noch die Schaltwippe
i9 angebracht, die eine Labilfeder 2o in die eine oder ,andere durch die Anschläge
21, 22 bedingte Lage drängt. Liegt die Schaltwippe i g, wie dargestellt, an dem
Anschlag z i an, dann ist der Schalter 16 offen; wird sie nach dem Anschlag 22 herumgekippt,
dann wird der Nocken 15 in der Pfeilrichtung gedreht und der Schalter 16 geschlossen.
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In der gezeichneten Stellung der Welle 6, also wenn die Zunge 5 nicht
schwingt, befindet sich die Wippe i 9 unterhalb der Ebene der Umlaufswege 23, 24
der an der Scheibe 25 angebrachten Steuerteile 26, 27. Wird aber die Welle 6 durch
die schwingende Zunge 5 angehoben, dann wird die Wippe i9 in die Ebene der Umlaufswege
23, 24 ge-
bracht und kann dann von dem einen oder anderen Steuerteil in der
bei Schaltuhren bekannten Weise betätigt werden. Die Scheibe -25 ist an ihrem-Umfang
mit mehreren Lochern 28 versehen, damit die Steuerteile 26, 27 in verschiedene Stellungen
umgesteckt werden können. Die Scheibe 25 sitzt auf der Welle 29, die durch einen
mit Vorgel.ege versehenen Motor 30 in der Pfeilrichtung angetrieben werden
kann. Auf der gleichen Welle sitzt eine unrunde Scheibe 31, die kurz nach Ingangsetzung
des Motors- 3o durch Schlief@ung des Schalters 32 eine Selbsthaltung für den Stromkreis
des Motors 3o herstellt und diese Selbsthaltung nach einem vollen Umlauf der Welle
29 wieder durch öffnung des Schalters 32 unterbricht. Eine weitere Scheibe 33 mit
einem Steuerteil34 betätigt den in die Offenstellung strebenden Schalter 35 mit
den Kontakten 36, 37. Der Schalter 35 liegt in Reihe mit der Magnetwicklung 38 eines
durch 39 angedeuteten Zeitelements. Beim Einschalten der Wicklung 38 wird der Anker
4o des Zeitelements unter Freilauf (Klinke 41) gegenüber dem Windflüge142 rasch
hochgehoben und gibt dabei die in die Schließstellung strebenden Schalter 43, 44
frei. Nach der Abschaltung der Magnetwicklung 38 kann der Anker 4o nur mit -einer
gewissen Zeitverzögerung von beispielsweise 3 Minuten in seine Ausgangslage zurückkehren;
kurz vor der Rückkehr öffnet er wieder die Schalter 43, 44. Der Schalter 43 dient
zum Kurzschließen, d. h. Unwirksammachen der Magnetwicklung 2, der Schalter 44 dient
zum Einschalten, d. h. Wirksammachen des Relais B.
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Im übrigen liegt der Schalter 32 parallel zu dien Schaltkontakten
i i, 12 des Schalters 9, während der Schalter 35 mit dem Schalter g in Reihe liegt.
In Reihe mit dem Schalter g liegt ferner der Motor 3o, der Schalter 16 dient zum
Ein- und Ausschalten einer Lichtanlag :e L. Dias Relais B betätigt ein Signalhorn
io etwa in der Weise, daß das Signal tönt, solange die Resonanzzunge des Relais
B durch Überlagerung von 37o Hertz in dem Netz N in Schwingungen erhalten wird.
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Ferner sei a der Zentriwinkel, tun dein in der dargestellten Ruhelage
der Scheibe 25 der Steuerteil 26 gegen die Wippe 19 in der Laufrichtung versetzt
ist, ß sei der entsprechende Zentriwinkel für den Steuerteil27. Die Umlaufszeit
der Scheibe 25 betrage 3 Minuten. Bei :den übrigen Relais sind beispielsweise die
Steuerteile 26, 27 oder einer derselben an anderen Stellen der Scheibe 25 angebracht.
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Im folgenden soll nun gezeigt werden, wie die beiden Relaisarten
A und B ohne gegenseitige Störung betrieben werden können. Soll durch
das Relais A die Lichtanlage L eingeschaltet werden, dann wird etwa
i Sekunde lang der Schalter 94 geschlossen und dadurch dem Netz N ein Impuls von
370 Hertz überlagert. Infolgedessen beginnt die Zunge 5 zu schwingen und
hält, solange sie schwingt, also etwa i Sekunde lang, die Welle 6 hoch.
Die
Scheibe 8 schließt dabei den Schalter 9, der den Motor 3o einschaltet. Infolgedessen
beginnt die Welle 29 zu laufen, die Scheibe 31 schließt dabei den Schalter 32 und
stellt durch Überbrückung der Kontakte i i, 12 eine Selbsthaltung für den Motor
3o her. Wenn bei Beendigung des Impulses die Schwingungen der Zunge 5 abklingen,
kehrt die Welle 6 in die gezeichnete Lage zurück, der Schalter 9 wird wie der geöffnet,
der Motor 30 bleibt aber wegen der Selbsthaltung eingeschaltet und dreht
die Welle 29 fortgesetzt in der Pfeilrichtung weiter. Nach einem dem WinkeI ß entsprechenden
Zeitabstand wird nochmals für i Sekunde der Schalter 94 geschlossen und dadurch
erneut ein Impuls überlagert. Dadurch wird, wie vorher, die Welle 6 angehoben und
der Schalter 9 geschlossen; diese Schließung ist aber jetzt wirkungslos. Gleichzeitig
wird aber auch die Wippe 19 in den Umlaufsweg 24 des jetzt gerade vorbeiwandernden
Steuerteils 27 gebracht und infolgedessen nach dem Anschlag 22 durchgekippt. Über
die Zahnräder 13, 14 wird dadurch der Nocken 15 in der Pfeilrichtung geschwenkt;
er schlieft den Schalter 16 und schaltet damit die Lichtanlage L ein. Das Relais
B hat bei dem ganzen Steuervorgang nicht gearbeitet, wohl wurde vorübergehend,
beispielsweise etwa 5 Sekunden nach der Einschaltung des Motors 3o durch den Steuerteil
34, der, Schalter 35 geschlossen. Da aber in diesem Zeitpunkt kein Impuls überlagert
wurde und infolgedessen der Schalter 9 offen war, erhielt die Wicklulig 38 des Zeitwerks
39 keinen Strom und infolgedessen wurde auch nicht das Relais B durch Schließung
des Schalters 44 ans Netz N gelegt.
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Ähnlich spielt sich der Vorgang ab, wenn die Lichtanlage L durch das
Relais A wieder ausgeschaltet werden soll, nur werden jetzt die beiden Impulse in
einem: dem Winkel a entsprechenden Zeitabstand gesendet; die Wippe i9 wird dann
gerade in dem Augenblick, in dem der Steuerteil 26 .an ihr vorbeiwandert,
in denWeg23 diesesTeiles emporgehoben und von dem Steuerteil nach dem Anschlag 2
i durch- Die Teile 13 bis 15 werden dadurch in die gezeichnete Lage zurückgebracht,
der Schalter i6 geöffnet und damit die Lichtanlage L ausgeschaltet. In ähnlicher
Weise wird die Relaisgruppe, zu der das Relais A gehört, betätigt. Je nach den Zeitabständen
der Impulse, den Zentriwinkeln der Steuerteile 26 und 27 können die einzelnen Relais
für verschiedene Schaltungen ausgewählt werden. Nie wird dabei die dem Relais B
entsprechende Relaisgruppe betätigt. Sollen nun Morsezeichen durch das Horn io gegeben
werden, dann wird ein Umstellkominando dein Netz überlagert, das darin besteht,
daß etwa 5 Sekunden lang das Netz N überlagert wird oder daß man im Abstand von
etwa 5 Sekunden zweimal je i Sekunde überlagert. Beim ersten Impuls arbeitet das
Relais genau so, wie vorher beschrieben. Der Motor 30 wird also eingeschaltet
und stellt sich für einen vollen Umlauf der Welle 29 eine Selbsthaltung her. Wenn
in der 5. Sekunde der Impuls noch andauert oder wiederliolt wird hat gerade der
Steuerteil 34 den Kontakt 36 .erreicht und den Schalter 35 geschlossen. Da in der
gleichen Zeit auch die Feder 5 schwingt und durch Hochhalten der Welle 6 der Schalter
9 geschlossen wird, kommt ein Stromkreis für die Relaiswicklung 38 zustande. Infolgedessen
«-erden der Anker 40 angehoben und die Schalter 43 und 44 geschlossen. Der Schalter
43 schließt die Wicklung 2 kurz und macht für die Dauer des Kurzschlusses das Relais
A unempfindlich gegen jede Art von Impulsen. Der Schalter 44 legt das Relais B ans
Netz N.
Von diesem Augenblick an können ohne jede Beeinflussung der Relais
A durch entsprechende Betätigung des Schalters 94 Morsezeichen gesendet werden,
die das Horn io wiedergibt. Inzwischen haben die Schwingungen der Zunge 5 aufgehört,
der Schalter 9 ist wieder geöffnet worden, ebenso hat der Steuerteil 34 den Schalter
35 wieder freigegeben. Der Anker 4o kann unter Verzögerung in seine Ausgangslage
zurückkehren, die er beispielsweise nach 5 Minuten erreichen möge. Er macht dann
durch öffnung des Schalters 43 das inzwischen in seine Ausgangslage zurückgekehrte
Relais A wieder wirksam und durch öffnung des Schalters 44 das Relais B wieder unwirksam.
Man hat nun von neuem die Wahl, ob man die Relaisgruppe A oder durch vorherige Sendung
des Umstellkommandos die Relaisgruppe B betätigen will.
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Man kann das Zeitelement 39 einsparen und, wie die Fig.2 im Schaltbild
zeigt, das Zeitlaufwerk des Relais A dazu verwenden, um in einer bestimmten Zeit
nach der Sendung des Umstellkominandos die Relais A wieder wirksam, die Relais B
un@%irksam. 'zu machen. In der Fig.2 sind für die der Fig. i entsprechenden Teile
die gleichen Bezugszeichen verwendet. Auch ist die Schaltung im wesentlichen die
gleiche; nur wird jetzt gemeinsam mit den Schaltern 43 und 44 beim Einschalten der
Magnetwicklung 38 durch Schließen der Schalter 9 und 35 der Schalter 45 geschlossen,
der für die Magnetwicklung 38 über den Selbsthalteschalter 32 des Motors 3o einen
Selbsthaltestromkreis herstellt. lach der Sendung des Umstellkornmandos bleibt dieser
Schaltzustand so lange erhalten, bis die Welle 29 einen vollen Umlauf
gemacht
hat und durch Öffnung des Schalters 32 die Selbsthaltung für den Motor und die Magnetwicklung
38 aufgehoben wird.
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' In dem Ausführungsbeispiel der Fig. i führt das Relais A sowohl
das Umschaltkommando wie eigene Schaltungen durch die Steuerteile 26, 27 ,aus. Dies
ist nur dann möglich, wenn die Relais A und B nicht zu weit auseinanderliegen.
Bei größerer räumlicher Entfernung -der beiden Relais wird dem Relais B ein Relais
A ohne eigene Schaltungen zugeteilt, also beispielsweise ein Relais, wie @es im
Schaltbild die Fig.2 zeigt. Dasi zugeteilte Relais hat dann lediglich den Zweck,
das Umstellkommando auszuführen und nach einer bestimmten Zeit den ursprünglichen
Schaltzustand wiederherzustellen.
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Die Erfindung kann auch in anderer Weise, als im Ausführungsbeispiel
erläutert, durchgeführt werden. So kann man z. B. die Relais A statt durch Kurzschließen
der Erregerspule dadurch unwirksam machen, daß. man sie mechanisch sperrt oder'
eine im Relais vorhandene, Kupplung ausrückt. Ebenso kann der Motor des Laufwerks
zwecks, Unwirksammachung abgeschaltet, abgebremst oder ausgekuppelt werden. Ferner
können die Relais B mit den ihnen zugeteilten, ohne Eigenschaltung arbeitenden Relais
A konstruktiv oder elektrisch zusammengefaßt werden. Statt durch Überlagerte Steuerströme
können die Relais auch durch Spannungsänderungen des Netzes .N usw. betätigt werden.
Statt eines RelaisgruppenpaaresA und Bkönnen auch mehrere Relaisgruppenpaare vorhanden
sein, die je durch verschiedene Frequenzen oder Impulsarten betätigt werden.