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Fernsteueranlage Die Erfindung betrifft eine Fernsteueranlage, mit
deren Hilfe eine große Zahl von Meldungen oder Befehlen über eine zweidrähtige Leitung
oder sonstige Verbindungen, auch drahtlos, in einer Mindestzeit abgefertigt und
die selbsttätige Anzeige der Ausführung dieser Meldungen oder Befehle erzielt werden
kann.
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Es gibt bereits Fernsteueranlagen, die sowohl an den Sende- als auch
an den Empfangsstellen synchron angetriebene umlaufende Verteiler, auch Wähler genannt,
aufweisen, wobei die zur Synchronisierung der Verteiler dienenden Taktgeber dauernd
in Betrieb bleiben und wobei die Gleichlaufregelung an dem Verteiler bzw. an den
Verteilern selbst erfolgt.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Fernsteueranlage,
die außer synchron laufenden Verteilern und Taktgebern noch Schaltvorrichtungen
für die Vorbereitung, die Ausführung und die Rückmeldung der Befehle aufweist. Die
Erfindung ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit den Taktgebern
die von ihrer Ruhe-oder Normalstellung ausgehenden Verteiler, sowohl am Empfänger
als am Sender, in dem Augenblick anlaufen, wo die Bedienungsperson die Taktgeber
freigibt, und daß der Synchronlauf der Verteiler dadurch erzielt wird, daß für mindestens
eine sich bei jeder Umdrehung wiederholende Stellung besagter Verteiler der oder
die voreilenden Taktgeber sowie die diesen letzteren zugeordneten Verteiler so lange
angehalten bleiben, bis der letzte Taktgeber den Synchronismus wieder erreicht hat,
worauf alle Taktgeber gleichzeitig von neuem in Tätigkeit treten. Die Taktgeber,
die erfindungsgemäß
zur Herstellung des Synchronismus zwischen
den Verteilern der einzelnen Sender und Empfänger bzw. zum Wiederintrittbringen
derselben bei jeder Umdrehung dieser Verteiler benutzt werden, können mechanische,
elektrische oder sonstige Schwingungserzeuger sein, nur müssen dieselben alle gleiche
Schwingungsfrequenz haben und dürfen weder beim Anlaufen noch beim Anhalten einen
Übergangszustand aufweisen, es sei denn, daß Mittel vorgesehen sind, um diese Übergangszustände
zu unterdrücken.
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Diese Schwingungserzeuger bestehen hier zweckmäßig aus schwingenden
Federn oder elastischen Zungen, deren Schwingungen mittels Elektromagnete mit Selbstunterbrechung
nach Art des bekannten Kurzschlußweckers eingeleitet und unterhalten werden und
die. in der Ruhestellung dadurch in gespanntem Zustande gehalten werden, daß ihr
Kontakt über einen Widerstand kurzgeschlossen ist, während der Strom in deren Antriebswicklung
weiter erhalten bleibt.
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Den obigen Ausrüstungsteilen sind erfindungsgemäß ferner eigentliche
Schaltvorrichtungen zur Vorbereitung sowie zur Ausführung der Befehle und Sicherheitsvorrichtungen
zugeordnet. Für jeden fernzusteuernden Apparat, z. B. Hauptschalter für Hochspannung,
ist in der Sendestation ein doppelpoliger Umschalter nebst einem mit zwei sich gegenseitig
sperrenden Wicklungen versehenen Rückmelderelais vorgesehen, welches in dieser Station
die Stellungen des ferngesteuerten Organs anzeigt, während am Empfänger ein ähnlicher,
mit dem ferngesteuerten Apparat bzw. Schalter zwangläufig verbundener doppelpoliger
Umschalter nebst einem mit zwei Wicklungen versehenen, dem Rückmelderelais des Senders
ähnlichen Befehlsvorbereitungsrelais liegt, dessen Stellungen diejenigen des Steuerumschalters
des Senders wiedergeben, wobei sich das Ingangsetzen der Synchronverteiler durch
die Taktgeber selbsttätig ergibt, und zwar beim Sender aus der Nichtübereinstimmung
der Stellung des Umschalters mit derjenigen des Rückmelderelais und beim Empfänger
aus der Nichtübereinstimmung der Stellung des Befehlsvorbereitungsrelais mit derjenigen
des zugehörigen Umschalters nebst dem ferngesteuerten Apparat. Die Schaltvorrichtungen
arbeiten entweder mit Gleichstrom positiver oder negativer Richtung oder mit Wechselstrom
auf zwei verschiedenen Frequenzen je Schaltgruppe. Die Ausführung der Befehle wird
mittels eines besonderen Schalters eingeleitet, der eine Kontrollampe kurzschließt,
deren Erlöschen anzeigt, daß der erteilte Befehl normalerweise ausgeführt worden
ist. Sicherheitshalber sind endlich besondere Maßnahmen vorgesehen: i. um die Übertragung
der Signale sofort zu unterbrechen, falls die Verteiler außer Tritt fallen sollten,
2. um die Wirkung von Störströmen zu unterdrücken, falls die Übertragung durch Wechselströme
verschiedener Frequenzen erfolgt.
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Die in den einzelnen Stationen aufgestellten Verteiler befinden sich
normalerweise in der Ruhe-Stellung und können von irgendeiner Station aus augenblicklich
in Bewegung gesetzt werden. Diese Verteiler bestehen entweder aus Fernsprechwählern
oder aus einer gleichwertigen Kombination von Relais.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird die Inbetriebsetzung
der Synchronwähler, anstatt aus der Nichtübereinstimmung der Stellung der Steuerumschalter
und der zugeordneten Rückmelderelais zu resultieren, durch einen Stromimpuls erzielt,
der unmittelbar einem Hilfsrelais mit verzögertem Rücklauf erteilt wird, Die Anlage
kann ferner derart durchgebildet sein, daß der Fernsteuerkreis unbeschadet seines
Hauptzweckes auch zu weiteren Zwecken, wie Fernsprech-, Fernmeß- und Fernregelungsübertragungen,
benutzt werden kann.
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Einige Ausführungsbeispiele sind nachstehend beschrieben. In der Zeichnung
stellt dar Fig. i das vollständige Schaltbild einer Fernsteuerung durch Gleichstrom
mit der Gesamtanordnung der in der Sende- bzw. der Empfangsstation zur Aufstellung
gelangenden Synchronisier- und Befehlsausführungsvorrichtungen, Fig.2 eine andere
Ausführungsform der in Fig. i dargestellten Synchronisiervorrichtung für den Fall,
wo die Anlage mehrere Stationen umfaßt und zwei Nullrückführungsstellungen je Umdrehung
aufweist, Fig.3 eine weitere Ausführungsform, in welcher gewisse elektromechanische
Relais fortgelassen sind, Fig. q. eine Synchronisiervorrichtung für Wechselstrom,
Fig. ä eine Befehlsausführungsvorrichtung für Wechselstrom, Fig. 6 eine ähnliche
Anlage wie in Fig. i, jedoch anders ausgebildet mit Bezug auf die Anlaufsvorrichtung
sowie auf die Stromversorgung einer der Stationen, Fig.7 eine Schaltung, die nebenbei
die Benutzung der Fernsteueranlage zum Fernsprechen gestattet, Fig.8 eine Schaltung,
die die Benutzung der Anlage zur Fernmeßübertragung gestattet, Fig.9 eine kombinierte
Fernsteuer- und Fernmeßeinrichtung.
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Zwecks besserer Übersichtlichkeit zeigt lediglich die Fig. i das vollständige
Schaltbild einer erfindungsgemäßen Fernsteueranlage mit sämtlichen Synchronisier-
und Befehlsausführungsvorrichtungen. In den übrigen Figuren ist nur die eine dieser
Vorrichtungen, also entweder die Synchronisiervorrichtung oder die Befehlsausführungsvorrichtung
dargestellt; selbstverständlich müssen in jeder betriebsfertigen Station beideVorrichtungen
zugleich vorhanden sein.
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Im Schaltbild der Fig. i ist ferner die Übertragung nur eines einzigen
Befehls und dessen Rückmeldung veranschaulicht, obwohl in Wirklichkeit die Zahl
der Befehle oder Meldungen weit größer sein kann. Es ist angenommen, daß das Senden
von der Station I aus und der Empfang in der Station 11 erfolgt. Kurzgefaßt
enthält jede der
durch die hier beispielsweise zweidrähtig angenommene
Signalleitung 1, 2 miteinander verbundenen Stationen der Anlage grundsätzlich drei
gegenseitig beeinflußbare Stromkreise, und zwar zwei Ortskreise, von welchen der
eine (Taktgeberkreis) den Schwingungserzeugern oder Taktgebern (mit der Stromquelle
6) zugeordnet ist, während der andere (Steuerkreis) zur Vorbereitung der Ausführung
der Befehle (mit der Stromquelle 27) dient, und einen dritten, an die Signalleitung
angeschlossenen Stromkreis (mit den Stromquellen 17 und 25), der über die Synchronisierkontakte
der zwei Wähler die Übertragung und die Rückmeldung der ausgeführten Befehle besorgt.
In der Sendestation allein enthält dieser durch die Wähler gehende dritte Stromkreis,
der mit der Fernleitung in Verbindung gebracht werden kann (Übertragungsstromkreis),
einen zum Einleiten der Ausführung der Befehle bestimmten, mit einem Rückmeldesignal
(Signallampe) parallel geschalteten Ausschalter; dagegen enthält jede Empfängerstation
außer den oben angeführten drei Stromkreisen noch einen Ortskreis mit einer Stromquelle
F, der über einen Satz von zwei am Rückmelderelais 2q.' vorgesehenen zusätzlichen
Kontakten den Einschalt- bzw. Auslösemagnet des ferngesteuerten Gerätes D, hier
beispielsweise eines Hochspannungsschalters, speist. Im übrigen sind die Empfängerstationen
mit der Sendestation identisch; somit werden nachstehend die gleichen Organe mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und zwar für die Sendestation ungestrichen,
für die Empfängerstationen entsprechend gestrichen.
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3 ist die schwingende Zunge eines Schwingungserzeugers (Summer) mit
einer UnterhaltungssPule .4 und einem Kontakt 5. Eine örtliche Stromquelle 6 speist
außer der Spule q. die Antriebselektromagnete 7 und 8 zweier durchgehender Wähler
oder Verteiler 9A, 9B und ioA, ioB bekannter Bauart und ein als Schütz arbeitendes
Relais i i. Jeder Drehwähler besitzt einen oberen Kranz 9 A bzw. i o A und einen
unteren Kranz 9 b bzw. io b, welche je von einem Kontaktarm bestrichen werden, und
jeder einzelne Kranz ist mit n Paaren von Kontakten versehen. Zwecks größerer Übersichtlichkeit
ist die Zahl ya in der Fig. i auf ein einziges Paar beschränkt, das mit 14A, i5A
bzw. 1q.B, i5B bezeichnet ist. Der Schwingungserzeuger 3 kann über einen Widerstand
12 kurzgeschlossen werden, der dann über die Hilfskontakte des Relais 13 sowie über
die Kontakte 14B und 15B der Wähler eingeschaltet ist, wenn diese Kontakte alle
geschlossen sind. Die Schließstellung dieser Kontakte entspricht der Ruhestellung
der Wähler; dann erhält der Elektromagnet q. dauernd von der Quelle 6 Strom, und
die schwingende Zunge 3 bleibt gespannt. Wird das Relais 13 erregt und unterbricht
es den Stromkreis während ganz kurzer Zeit, so schwingt die Zunge 3 und sendet Strom
in den Kontakt 5 sowie in die Elektromagnete 7, 8 und i i. Die beiden Drehwähler
9 und io rücken alsdann schrittweise und synchron vor, und die Kontakte 14.B und
i5 B bleiben offen, so daß der Widerstand i2 ausgeschaltet bleibt, obwohl das Relais
13 seine Kontakte wieder geschlossen hat. Nachdem die Wähler eine volle Umdrehung
ausgeführt haben, schließen die Kontakte 14.B und i5B den Synchronisierstromkreis
wieder, der Strom fließt dann dauernd durch die Wicklung q., und die schwingende
Zunge 3 wird somit von neuem gespannt. Das Relais 13, das durch das Öffnen seiner
Kontakte das sofortige Anlaufen der Schwingungserzeuger und mithin der Wähler bewirkt,
spricht nur dann an, wenn die Verbindungsleitung 1, 2 zwischen den beiden Stationen
vom Strom durchflossen wird. Wenn immer noch angenommen wird, daß der Strom von
der Station I ausgeht, so fließt dieser Strom durch die Kontakte des Kleinschützes
i i, dann durch die Kontakte 14.A und i5A der Wähler 9A und ioA und endlich durch
die unteren Kontakte eines Umschaltrelais 16. Letzteres Relais, das die Inbetriebsetzung
der Einrichtung auslöst, wird in der Sendestation I betätigt, wo seine Wicklung
von einer örtlichen Stromquelle 27 über die unteren Kontakte 31 das Relais 2q. und
den Steuerumschalter 2o gespeist wird.
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In der Fig. i ist der Anker des Umschaltrelais 16 in der Ruhestellung
auf seinen unteren Kontakten dargestellt; hierbei befindet sich keine Stromquelle
im Stromkreis. Wird dieses Relais erregt, so schaltet es in den Stromkreis die Stromquelle
17 ein, die in die Signalleitung einen Strom schickt. In der Empfängerstation befinden
sich die gleichen Synchronisierorgane 3' bis 15' wie die mit 3 bis 15 bezeichneten
Organe der Sendestation I: ein Relais 16' und eine Stromquelle 17', die dieselbe
Aufgabe wie 16 bzw. 17 in der Sendestation I erfüllen und gegebenenfalls die Inbetriebsetzung
der Einrichtung von der Empfängerstation II aus gestatten. Befinden sich die Kontakte
der Relais 16 und 16' in der dargestellten Stellung, so fließt kein Strom durch
die Leitung 1, 2, selbst wenn die Verteiler 9, io, g und io' in der synchronen Ausgangsstellung
auf den Kontakten 1q., 15, 1q.' und 15' angehalten sind.
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Wie oben gesagt, sind beim Stillstand die schwingenden Zungen 3 und
3' gespannt. Werden sie im gleichen Zeitpunkt freigegeben und schwingen sie genau
mit derselben Frequenz, so stellen sie während einer gewissen Zeitspanne synchrone
Kontakte her, und die Wähler 9, io, 9' und iö drehen sich alsdann synchron. Dadurch,
daß die gespannten Zungen freigegeben werden, entfällt die Anlaufsperiode. Erhält
das eine der Relais 16 oder 16' einen Strom, so schaltet es in den Leitungskreis
die eine der Stromquellen 17 und 17' oder sogar beide ein. Die schwingenden Zungen
werden gleichzeitig freigegeben, wenn alle vier Wähler die Synchronisierkontakte
14 bzw. 15, 1q.' und 15' wieder erreicht haben.
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Die als Schütze arbeitenden Relais i i und i i' (Kleinschütze) unterbrechen
den Stromkreis der Leitung während der Zeit, wo die Wähler von einem Kontakt zum
nächstfolgenden übergehen.
An Stelle dieser Relais können natürlich
auch besondere Kontakte benutzt werden, die dann an jedem der die Verstellung der
Wähler 14 und i5 bewirkenden Elektromagnete 7 und 8 vorzusehen sind.
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Bei jedemDrehwähler io ist jede der umlaufenden Bürsten mit einem
anderen Apparat derselben Station verbunden (bei io.4 mit dem einen Kontakt des
Kleinschützes i i und bei io B mit dem Widerstand 12), während die Bürsten des Wählers
9 lediglich zwei einander zugekehrte Umfangskontakte kurzschließen. Die ähnlich
gestellten Kontakte dieser Wähler liegen im Reihenschluß nicht nur für die Synchronisierung,
sondern auch für die anderen Funktionen, so daß, falls der eine Wähler außer Tritt
fällt, der Leitungskreis unterbrochen wird und die Signale nicht mehr übertragen
werden. Dies sichert also den Betrieb gegen ein eventuelles Außertrittfallen der
Wähler. Die synchron laufenden Drehwähler haben somit zur Aufgabe, die einander
entsprechenden Stromkreise der Sendestation I und der Empfangsstation Il auf kurze
Zeit miteinander zu verbinden.
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Zur Fernsteuerung der weit entfernten Apparate ist je ein Schaltkreis
vorgesehen, welcher in nachstehender Weise verwirklicht ist. Zur Vereinfachung wurde
in Fig. i nur ein einziger Schaltkreis dargestellt; in Wirklichkeit ist aber die
Zahl der Stromkreise größer und steht in Beziehung mit der Zahl der Kontakte des
Wählers.
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In der Sendestation I ist 2o ein zweipoliger Steuerumschalter, der
dem in der Empfängerstation II liegenden Hauptschalter D beispielsweise den Befehl
»Aus« oder »Ein« erteilt. Der eine Pol (in der Zeichnung der rechts liegende) dieses
Umschalters 2o ist mit dem Wähler 9 über eine Kontrollampe 22 verbunden, welch letztere
durch einen Ausschalter (Druckknopf) 23 kurzgeschlossen werden kann. Die beiden
Kontakte des besagten rechten Pols des Umschalters 2o sind mit der Eingangsklemme
je einer der beiden Wicklungen eines polarisierten Rückmelderelais 24 verbunden,
und zwischen den Austrittsklemmen dieser beiden Wicklungen liegt eine Gleichstromquelle
25, deren Mittelpunkt über den Draht 26 zugleich mit dem Liniendraht i und dem Anlaßrelais
13 verbunden ist.
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Das Relais 2q. trägt zwei Kontaktsätze 31, die einerseits mit dem
einen Pol 27 des Stromkreises dauernd verbunden sind, andererseits diesen
Pol abwechselnd an die links befindlichen Kontakte des Umschalters 2o anlegen können,
von wo aus eine Verbindung über die Wicklung des Relais 16 zum anderen Pol der Stromquelle
27 führt. Wie ersichtlich, können die beiden Wicklungen des Relais 24 nicht gleichzeitig
erregt sein, so daß dasselbe in jeder seiner beiden Stellungen gesperrt bleibt.
Der Erregerstrom dieser Wicklungen ergibt sich aus der Überlagerung des Stromes
der Signalleitung 1, 2 und desjenigen der einen oder anderen Hälfte der Stromquelle
25, welche Hälften entgegengesetzte Polarität besitzen. Wenn also unter dem Einfiuß
einer seiner Wicklungen das Relais 24. in die entsprechende Lage gekommen ist, so
verbleibt es in dieser Lage so lange, bis der Strom in der anderen Wicklung wirksam
wird und dasselbe verstellt. Eine Sperrung tritt ebenfalls dann ein, wenn der resultierende
Strom in der einen oder anderen dieser Wicklungen infolge einer Abweichung vom Synchronismus
bei den Wählern nicht den richtigen Sinn hat, der der Polarität des Relais 2.1 entspricht.
Ferner ist ersichtlich, daß die im Stromkreis der Stromquelle 27 und des Umschaltrelais
16 liegenden Kontakte 31 die Rolle eines Umschalters mit Unterbrechung spielen.
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In der Empfängerstation II speist eine Stromquelle 25', deren Spannung
praktisch derjenigen der Stromquelle 25 gleichkommt und deren Mittelpunkt in genau
derselben Weise durch den Draht 26' mit der Leitung i und mit einem Relais 13' verbunden
ist, die Wicklungen eines Relais 2a' gleicher Bauart wie das Relais 2.1. Dieses
Relais 2q.' trägt außer dem Satz von Kontakten 31', welche ähnlich, wie es die Kontakte
31 für das Relais 16 in der Sendestation I tun, die Stromversorgung des Relais 16'
vermitteln, einen weiteren Satz von Kontakten E, die mit Hilfe einer örtlichen Stromquelle
F die Betätigung des Hauptschalters D gestatten. Der Kontaktsatz 31' liegt in Wechselschaltung
mit den zwei Kontakten linker Hand des Umschalters 2o', der selbst durch das bewegliche
Glied des Hauptschalters mechanisch betätigt wird. Eine örtliche Stromquelle 27'
speist das Relais 16', wenn die Kontakte des Umschalters 2ö und das Relais 2q.'
dies gestatten.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Es sei zunächst übereingekommen, die
Stellungen des Relais 24 und des Steuerumschalters 2o als übereinstimmend zu. bezeichnen,
wenn sich diese beiden Geräte zugleich entweder in der in Fig. i dargestellten oder
aber in der entgegengesetzten Stellung befinden, so daß die Speisung des Relais
16 durch die Stromquelle 27 über die Kontakte 31 und den linken Hebel des Umschalters
:2o unterbunden ist. Das Anlaßrelais 16 wird also nur dann erregt, wenn zwischen
den betreffenden gleichzeitigen Stellungen des Relais :24 und des Umschalters 2o
keine Übereinstimmung herrscht. Das gleiche gilt für die Empfängerstation II, wo
die Nichtübereinstimmung von 24' und 2o' das Schließen der oberen Kontakte des Relais
16', das Einschalten der Stromquelle 17' in die Signalleitung und das Freigeben
der schwingenden Zungen zur Folge hat. Nimmt man nun an, daß die Systeme sowohl
in der Sende- als auch in der Empfangsstation übereinstimmende Stellungen einnehmen,
dann sind die Wähler in der Ruhestellung, die Federn 3, 3' sind gespannt und die
Lampe 22 ist erloschen. Der Steuerumschalter 2o werde jetzt nach rechts umgelegt,
wodurch die Lampe 22 mit dem negativen Pol der Stromquelle 25 verbunden und die
Übereinstimmung zwischen 24 und 2o aufgehoben wird. Das Relais 16 wird alsdann erregt
und die Stromquelle 17 in die Signalleitung eingeschaltet. Die Anlaßrelais 13 und
13' erhalten Strom und geben die schwingenden Zungen 3 und 3' frei. Sämtliche
Wähler
rücken synchron vor und die Relais ii und i i' unterbrechen den Strom der Signalleitung
im geeigneten Zeitpunkt.
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Bestreichen die Wählerbürsten die dem Steuerkreis entsprechenden Kontakte
33 und 34, so leuchtet die Lampe 22 auf, weil sie im Sender I mit dem negativen
Pol der Stromquelle 25 in Verbindung steht, während sie über die Leitung i, 2 im
Empfänger II mit dem positiven Pol der Stromquelle 25' verbunden ist.
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Man wird also optisch durch Blinklicht gewahr, daß die Stellungen
des Umschalters 2o und des Hauptschalters D nicht übereinstimmen. Da die Lampe 22
eine solche mit schwachem Stromverbrauch ist, so genügt der sie durchfließende Strom
nicht, um die mit ihr in Reihe liegenden Relais 24 und 24' zu betätigen.
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Der Schalter oder Druckknopf 23 ist das Ausführungsorgan für die von
der Sendestation I erteilten Befehle. Wird dieser Schalter 23 geschlossen, dann
wird die Lampe 22 kurzgeschlossen, die Relais 24 und 24' werden mit einem kräftigen
Strom erregt, der sie sicher zum Ansprechen bringt. Wechselt das Relais F 24' seine
Lage, dann wird der Hauptschalter D betätigt und, sofern der Befehl korrekt ausgeführt
ist, werden die mit diesem Schalter D mechanisch verbundenen Kontakte 2o' ebenfalls
betätigt. Da nun die Kontakte 3 i' des Relais 24', wie auch die Kontakte des Umschalters
2o', verstellt worden sind, so ist das Relais 16' stromlos und die Taktgeber samt
den Wählern fahren fort, von der Station I aus in Betrieb gesetzt zu werden. Da
ferner der Umschalter 2ö durch den Hauptschalter D umgelegt wurde, so ist die Signalleitung
i, 2 dadurch mit der Hälfte entgegengesetzter Polarität der Stromquelle 25' verbunden
worden und die Lampe 22 erhält keinen Strom mehr. Letztere erlischt und zeigt dadurch
an, daß sich der Hauptschalter D in der vom Umschalter 2o verlangten Stellung befindet.
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Durch die Verstellung des Relais 24 wurde endlich die Stromversorgung
des Relais 16 unterbrochen. Die Stromquelle 17 ist somit ausgeschaltet und die Wähler
9, io, 9' und io' bleiben auf den Synchronisierkontakten stehen.
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öffnet sich dagegen der Hauptschalter D aus irgendeinem Grunde von
selbst, so legt derselbe den Umschalter 20' um, worauf das Relais 16' von der Stromquelle
27' gespeist wird. Ferner wird die Leitung 32' durch den Umschalter 20' mit dem
anderen Pol der Stromquelle 25' verbunden. Bei jeder Umdrehung der Wähler wird die
Lampe 22 mit Strom gespeist und blinkt auf. Entweder wird nun durch Schließen des
Schalters 23 das Wieder-°inrücken des Hauptschalters D eingeleitet und der vorherige
Arbeitskreislauf kann sich wieder abspielen, oder aber es wird der Umschalter 2o
um-;elegt und der Schalter 23 geschlossen, was die Relais 24 und 24 veranlaßt, ihre
andere Stellung einzunehmen. Das Relais 24' bewirkt keine Stelungsänderung des Hauptschalters,
denn letzterer st ihm zuvorgekommen. Das Relais 16' ist dann stromlos. In der Sendestation
I wird infolge des Stellungswechsels des Relais 24 auch die Strom versorgung des
Relais 16 unterbrochen, so daß dic Einrichtung zum Stillstand gebracht wird.
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Ohne über den Rahmen der Erfindung hinauszugehen, sind selbstverständlich
andere Ausführungsformen für dieselbe denkbar.
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Die Fig. 2 veranschaulicht z. B. eine andere Ausführung der Synchronisiereinrichtung
für den Fall, wo die Anlage aus drei Stationen besteht und wo der Synchronismus
zweimal je Umdrehung nachgeholt wird. In der Fig. 2 sind die Stationen mit I, II
und III bezeichnet und durch die Signalleitungen 35, 36, 37 verbunden. Zwecks besserer
Übersichtlichkeit ist bei dieser Fig.2 sowie auch in allen folgenden Schaltbildern
in jeder Station nur ein einziger Synchronwähler dargestellt.
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Die Station I besitzt zwei Stromquellen 39 und 40, zwei polarisierte
Relais 41 und 42, deren Wicklungen zu diesem Zweck von Gleichrichtern überbrückt
sind, sowie einen Synchronwähler 43. Ein zweipoliger Umschalter (oder Relais), dessen
beide Pole mit 38 und 44 bezeichnet sind, gestattet nötigenfalls das Einschalten
der Stromquellen 39 und 40. Dieser Umschalter entspricht dem Umschaltrelais 16 bzw.
16' der Fig. i. Die Kontakte der Relais 41 und 42 liegen in Reihe und erfüllen dieselbe
Rolle wie die Anlaßrelais 13 bzw. 13" der Fig. i. Die Arbeitsweise ist folgende:
Nehmen die Umschalter 38 bis 44, 38' bis 44', 38" bis 44" eine derartige Stellung
ein, daß die Signalleitungen 35, 36 und 37 keine Stromquelle enthalten, so spricht
kein Relais an. Sämtliche Zungen der Schwingungserzeuger sind gespannt und die Wähler
43, 43' und 43" stehen auf der Synchronstellung still.
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Schaltet einer der Umschalter, beispielsweise 38 bis 44, in den Stromkreis
Stromquellen, wie beispielsweise 40 und 39, ein, so sprechen die Relais 41, 41'
und 41" an. Die schwingenden Zungen werden freigegeben, die Wähler 43, 43', 43"@
laufen um und bleiben auf den unteren Synchronisierkontakten stehen, bis der letzte
Wähler diese Stellung erreicht hat. Der Stromkreis wird hiermit geschlossen, die
Relais 42, 42' und 42" sprechen an, und das System setzt seine Drehbewegung fort.
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Sollte zufällig einer der drei Wähler außer Tritt fallen, so würde
wegen der verschiedenen Polarität der diametral gegenüberliegenden Kontakte der
Wähler 43, 43@, 43" verhindert werden, daß das System mit einem Phasenunterschied
von 18o° an dem einen Wähler arbeitet. Die nacheilende Station würde stehenbleiben,
und zwar so lange, bis die übrigen Stationen wieder die richtige Stellung angenommen
hätten. Endlich würden die Relais 42', 42 und 42" auf die Ströme der Stromquellen
39 bzw. 39' oder 39" nicht ansprechen, weil der Strom so gerichtet ist, daß er über
die im Nebenschluß zu diesen Relais liegenden Gleichrichter fließen würde. Bei fehlerhafter
Arbeitsweise wird die Anlage selbsttätig stillgelegt.
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Das präzise Arbeiten der Einrichtung hängt nicht nur von der Präzision
der Frequenzen der schwingenden Systeme ab, sondern es wird auch
von
den den Anlaßrelais anhaftenden Verzögerungen becinflußt.
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Die im Synchronisiersystem vorgesehenen elektromechanischen Relais
können leicht entbehrt werden, wenn das Schaltbild nach Fig. 3 benutzt wird. Bei
dieser Schaltung hebt der in der Signalleiteng fließende Strom den die schwingenden
Zungen spannenden Strom augenblicklich auf. Angenommen sind zwei Stationen I und
Il. In der Station I bezeichnet 47 eine schwingende Zunge, 48 eine Wicklung zum
Einstellen bzw. zur Unterhaltung der Schwingungen dieser Zungen, 49 die Stromversorgungsqüelle,
5o die Spulen der Synchronwähler, 51 einen Gleichrichter, 52 einen Widerstand, 53
eine Gleichspannungsquelle, 54 einen Anlaßumschalter und 55A, 55B
die synchron laufenden Wähler.
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Die Station II weist die entsprechenden Glieder 47, 48' . . . 55'A
und 55'B auf.
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Sind die Umschalter 54 und 54' so gestellt, daß die Stromquellen 53
und 53' außerhalb des Stromkreises bleiben, so fließt, obwohl die Synchronwähler
55B und 55'B auf den Synchronstellungen stehen, kein Strom in die Signalleitung.
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Die mit der in Fig. 3 angegebenen Polarität behaftete Stromquelle
49 sendet einen Strom durch die Wicklung 48, den Gleichrichter 51, den Widerstand
52 und den Wähler 55 A. Die schwingende Zunge wird dadurch gespannt. Ebenso verhält
es sich mit den entsprechenden Teilen der Station Il. Wird der Anlaßumschalter 54
derart- bedient, daß die Stromquelle 53 in den Stromkreis eingeschaltet wird, so
fließt ein Strom in die Widerstände 52 und 52', und wenn der an deren Klemmen auftretende
Spannungsunterschied groß genug ist, hört die Stromabgabe durch die Gleichrichter
auf; die Zungen werden somit freigegeben und das System setzt sich in Bewegung.
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Wie aus den Fig.4 und 5 zu ersehen ist, läßt sich das erfindungsgemäße
Fernsteuersystem auch mit Wechselströmen betreiben. Zur besseren Übersichtlichkeit
ist die Synchronisiereinrichtung von der Steuereinrichtung getrennt worden.
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Die Fig. 4 zeigt die Grundform einer Synchronisiereinrichtung durch
Wechselströme für drei mit I, 1I, III bezeichnete Stationen. Jede dieser Stationen
ist mit einem Synchronwähler 56, 56', 56" und einem Anlaßrelais 57, 57', 57" gleicher
Bauart wie das Relais 16, 16' in Fig. i ausgerüstet.
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Zwischen den einzelnen Stationen erfolgt die Verbindung in beiden
Richtungen mittels zugleich für Sendung und Empfang eingerichteter Einheitsgeräte,
wie 58a, 58'b, 58'a, 58"b, 59"a, 59'b, 59'a, 59 b, wobei die Übertragung beispielsweise
durch Trägerströme beliebiger Art erfolgt. Diese Übertragungsschaltung bildet von
einem Empfänger zu einem Sender eine geschlossene Kette und benutzt abgestimmte
Kreise 6o, 6o', 6o", deren Frequenz identisch und von der Größenordnung der Tonfrequenzen
ist. Die Anlaßrelais 57, 57' und 57" können in diese Stromkreise entweder einen
positiven Widerstand oder einen von einem Höhensystem od. dgl. gebildeten negativen
Widerstand einschalten. Aus noch darzulegenden Gründen muß der negative Widerstand
einen höheren absoluten Wert aufweisen als der absolute Wert der Summe aller in
der Kette vorhandenen positiven Widerstände.
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Die Tonfrequenzströme, die beziehungsweise in den Schwingungskreisen
6o, 6o', 6o" entstehen können, speisen nach Durchfließen von Detektoren 61, 61',
61" die Relais 62, 62 und 62", welche je zwei Wicklungen tragen und unter
Bevorzugung der zweiten Wicklung eingestellt sind. Diese Relais entsprechen den
Anlaßrelais 13 und 13' in Fig. i. Deren zweite Wicklungen werden über die Detektoren
64, 64' und 64' durch Ausgleichsschwingungskreise 63, 63', 63" gespeist.
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Befinden sich alle Anlaßrelais 57, 57' und 57" in den Stellungen,
die das Einschalten des positiven Widerstandes in die Kette bewirken, so kann das
System nicht schwingen, sofern die Kette nur einen Satz von Widerständen enthält,
deren Summe positiv ist. Es wird hier angenommen, daß die Verbindungen keine Verstärkung
zur Folge haben, andernfalls müßte dies in den Werten der positiven und negativen
Widerstände berücksichtigt werden.
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Führt ein Relais in die Kette seinen negativen Widerstand ein, so
werden, da dieser Widerstand grundsätzlich größer ist als die Summe der im Stromkreis
vorhandenen positiven Widerstände, vom System Schwingungen von der Frequenz der
Stromkreise 6o, 6o' und 6o" erzeugt. Die Relais 62, 62' und 62" sprechen sofort
an und geben die schwingenden Federn sowie die Synchronwähler frei.
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Die Ausgleichsschwingungskreise 63, 63' und 63" haben die Aufgabe,
Störströme im Synchroni-Biersystem praktisch vollständig zu unterdrücken. Die Frequenz
dieser Ausgleichskreise reicht möglichst nahe an die Frequenz der Stromkreise 6o,
6o' und 6ö" heran. Erhält der Empfangskreis einen Störstrom, dessen Amplitude zweckmäßig
mittels einer an sich bekannten Vorrichtung zu begrenzen ist, so erfahren die Kreise
6o und 63 eine Stoßerregung, und jede Wicklung erhält Strom. Es entsteht eine Differentialwirkung,
welche um so größer ausfällt, je kleiner der Luftspalt des Relais 62 ist. Wird kein
Signal gegeben und wirkt der Störstrom allein, dann wird vom letzteren lediglich
die Stellung dieses Relais betätigt. Überlagert sich dagegen dem Störstrom ein Signalimpuls,
dann widersetzt sich der Störstrom der Wirkung des Signals und hindert das Ansprechen
des Relais. Die Übertragung des Signals wird somit verzögert. Dies ist aber nicht
von Belang, da das System selbsttätig arbeitet, solange die Befehle nicht übertragen
oder ausgeführt sind.
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Das oben beschriebene Ausgleichssystem läßt sich übrigens mit der
noch zu beschreibenden Vorrichtung zur Übertragung der Vorbereitungs- oder Ausführungsbefehle
benutzen.
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Fig. 5 zeigt beispielsweise eine erfindungsgemäße mit Wechselstrom
arbeitende Übertragungseinrichtung für Vorbereitungs- oder Ausführungsbefehle.
Dieses
Schaltbild ist in Verbindung mit einer der oben beschriebenen und zwecks besserer
Übersichtlichkeit hier nicht dargestellten Synchronisierschaltungen zu benutzen.
Mit I ist wieder die Sendestation, mit II die Empfangsstation bezeichnet. Die Wähler
sind zu dreien auf jeder Welle gruppiert, können aber zwecks Kontrolle des synchronen
Ganges nach dem bereits bei der Fig. i erörterten Prinzip doppelt vorgesehen werden.
Der Wähler 67 verbindet das Sendegerät 73 nacheinander mit den einzelnen Vorbereitungs-,
Synchronisier- und Ausführungsstromkreisen. Der Wähler 68 verbindet das Empfangsgerät
74 nacheinander mit den einzelnen Relais. Zwischen 74 und 68 ist ein Glied 75A eingeschaltet,
welches aus einem Siebkreis für Tonfrequenz f' i und einem Gleichrichter besteht,
wobei letzterer die gesiebten Ströme gleichrichtet und dieselben mithin befähigt,
auf die Relais einzuwirken.
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Der Wähler 69 vollführt dieselbe Arbeit wie der Wähler 68. Zwischen
74 und 69 ist ein Glied 75 B
eingeschaltet, das ähnlich wie das Glied
75 A zu-
sammengesetzt ist, dessen Siebkreis jedoch mit einer Hörfrequenz
f'2 arbeitet.
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Die Empfängerstation II enthält die gleichen Teile wie die Sendestation
I; 76 bezeichnet das Empfangsgerät und 77A bzw. 77B die Gruppe der Kreise für die
Tonfrequenzen f i und f:2. Der Sender 79 ist mit dem Wähler 72 verbunden
und überträgt auf den Empfänger 74, während der Sender 73 auf den Empfänger 76 überträgt.
Wie in den vorbeschriebenen Fällen dienen die zu den einzelnen Wählern 67 bis 72
gehörenden Kontakte 8o bis 85 zur Übermittlung des Anlaufsignals an die schwingenden
Zungen. Es sei hier wieder angenommen, daß es sich darum handelt, einem Hauptschalter
die Befehle »Aus« und »Ein« zu übermitteln, obzwar die Übertragung natürlich auch
für die Bedienung jedes anderen Organs benutzt werden kann. Befindet sich der Umschalter
86 in der Stellung nach Fig.5, so stehen die Wähler still. Die Kontakte des Relais
87, das dem Rückmelderelais 24 in Fig. i ähnlich ist, befinden sich ebenfalls in
der in Fig. 5 dargestellten Stellung in Übereinstimmung mit der Stellung des Steuerumschalters
86, so daß die Gleichspannungsquelle 88 weder die Lampe 89 noch das Verzögerungsrelais
9o speisen kann, welch letzteres dem Relais 16 (Fig. i) ähnlich ist und durch sein
Schließen das Anlassen des Systems bewirkt. Zur Verzögerung der Arbeit dieses Relais
dient der mit dessen Wicklung parallel geschaltete Kondensator goa.
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Wird der Umschalter 86 bedient, so wird das Relais 9o erregt; die
Wähler setzen sich sofort in Bewegung, die Lampe 89 wird eingeschaltet und leuchtet
dauernd. Ferner wird bei jeder Umdrehung des Wählers 67 der Erzeuger 9i der Frequenz
f i mit dem Sender 73 verbunden.
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Betrachtet man nun die Empfängerstation II, so sei zunächst vorausgeschickt,
daß sich das Relais 92 vor Bedienung des Umschalters 86 in der in Fig. 5 dargestellten
Stellung befand. Dieses Relais 92 besitzt wie das Relais 87 zwei Wicklungen für
die Aufnahme der Ströme, die in den den Gliedern 75 A bzw. 75 B der Sendestation
I ähnlichen Geräten 77 A und 77 B gleichgerichtet werden. Derartige
Differentialrelais, die die Wirkung der Störströme praktisch aufheben, wurden bereits
bei der Fig.4 (Relais 62) beschrieben. Das mechanisch an die Stellung des beweglichen
Kontaktes des Hauptschalters 94 gebundene Relais 93 befand sich ebenfalls in der
in Fig.5 angegebenen Stellung. Das Verzögerungsrelais 95 war stromlos. Desgleichen
erhielt auch infolge der Stellung der in Wechselschaltung angeordneten Kontakte
der Relais 92 und 93 das das Anlassen des Wählersatzes 83-84-85 bewirkende Relais
96 von der Stromquelle 97 keinen Strom.
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Wird nun das Relais 98 geschlossen, das ebenso wie das Relais 92 als
Differentialrelais gewickelt ist, so wird dadurch die Ausführung der Befehle eingeleitet,
daß je nach der Stellung des Relais 92 die für das Öffnen oder das Schließen maßgebenden
Stromkreise, u. a. der Auslöse- bzw. der Schließungsstromkreis des Hauptschalters
94, gespeist werden.
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Die Bedienung des Umschalters 86 hat also das synchrone Anlassen aller
Wähler zur Folge. Bestreicht die Kontaktbürste des Wählers 69 den entsprechenden
Kontakt, dann wird vom Sender 73 ein Strom von der Frequenz f i ausgesandt, welch
letzterer den Empfänger 76 trifft, der ihn nach 77A und alsdann vom Wähler 83 zum
Relais 92 führt. Die Kontakte des Relais 92 fallen somit in ihre untere Stellung,
was am Hauptschalter 94 keine Wirkung auslöst, solange das Relais 98 offen bleibt.
Das Relais 95 hat inzwischen seine Kontakte geschlossen, und sein Anker bleibt übrigens
angezogen. Die Frequenz f'2 des Erzeugers 99 wird alsdann ausgesandt, sobald der
Wähler 72 den Frequenzerzeuger 99 mit dem Sender 79 verbindet. Der Empfänger 74
wird betätigt, dann auch der Siebkreis von 75B und das Relais 87 durch Vermittlung
des Wählers 82.
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Das Relais 87 verstellt nun seine Kontakte und das Relais ioo erhält
bei jeder Umdrehung des Wählers Stromimpulse. Durch das Verstellen der Kontakte
des Relais 87 wird die dauernd leuchtende Lampe 89 erlöschen, die Stromimpulse des
Relais ioo lassen sie aber aufflackern, was anzeigt, daß die Vorbereitung des Befehls
beendet ist. Von 9i wird die Frequenz f i nicht mehr ausgesandt, und das Relais
95 der Empfangsstelle II fällt nach Ablauf einer gewissen Zeit wieder ab. Da 92
und 93 in ihren Stellungen nicht übereinstimmen, so wird die Frequenz f 2 weiterhin
ausgesandt.
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Die Ausführung des Befehls erfolgt durch Umlegen des Umschalters ioi;
der Frequenzerzeuger io2 sendet alsdann die Frequenz f 2 aus. Der umlaufende Wähler
verbindet den Erzeuger io2 mit dem Sender 73; genau in demselben Augenblick wird
der Empfänger 76 mit dem Relais 98 durch die Wähler 83 und 84 verbunden. Dieses
Verzögerungsrelais 98 schließt seine Kontakte und verbleibt eine kurze Zeit in dieser
Stellung, wodurch die örtliche Stromquelle 103 mit den Bedienungsstromkreisen
der
Anlage verbunden wird, so daß der Hauptschalter 94 betätigt wird. Das Relais 93
verstellt sich, wodurch die Stromquelle 97 abgeschaltet wird.
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Nach einer gewissen Zeit veranlaßt das verzögerte Relais 96 das Stillsetzen
der Wähler, und dieser Befehl wird ausgeführt, sofern der Sendestation I eine gleichlautende
Anweisung gegeben wird.
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Andererseits wird die Frequenz f' 2 vom Erzeug, -r 99 nicht mehr ausgesandt.
Das Relais ioo wird nicht mehr wie bisher bei jeder Umdrehung der Wähler betätigt,
und die Lampe 89 flackert nicht mehr, was darauf hinweist, daß der Befehl ausgeführt
ist. Um zur Schließstellung gemäß Fig. 5 zurückzukehren, muß der Umschalter 86 von
neuem umgelegt werden, wodurch der die Frequenz f:2
gebende Erzeuger i o5
mit dem Sender 73 verbunden und die Anlage in die iin Schaltbild dargestellte Stellung
zurückgeführt wird, nachdem sich der oben beschriebene Arbeitskreislauf in entgegengesetztem
Sinne abgespielt hat.
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Falls sich der Hauptschalter 94 von selbst öffnet, ist die Arbeitsweise
wie folgt, wobei angenommen wird, daß dieser Hauptschalter anfangsgeschlossen ist
und die Organe sich in der Stellung gemäß Fig. 5 befinden: Die Auslösung des Hauptschalters
94 ändert die Stellung des Relais 93, wodurch die Stromquelle 97 mit dem Verzögerungsrelais
96 verbunden wird und alle Synchronwähler in Bewegung gesetzt werden. Die Frequenz
f' i wird vom Erzeuger io6 ausgesandt. Sie fließt durch den Wähler 72, den Sender
79, den Empfänger 7q., den Sieb-und Gleichrichterkreis 75, um alsdann vom Relais
87 aufgefangen zu werden, welches in der dargestellten Stellung bleibt. Das Relais
ioo schwingt auf und ab, und die Lampe 89 leuchtet auf und erlischt abwechselnd.
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Z@cei Schalthandlungen sind alsdann möglich: a) entweder wird der
Umschalter 86 mit der Stellung des Hauptschalters 94 in Übereinstimmung gebracht,
b) oder es soll dieser Hauptschalter wieder eingerückt werden.
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Im ersten Falle wird der Umschalter 86 umgelegt, die Frequenz f i
wird somit von 9i ausgesandt, wodurch 912 verstellt und 95 geschlossen wird. Die
Frequenz f'2 des Erzeugers 99 wird ausgesandt, wodurch 97 verstellt wird.
Wegen der Übereinstimmung von 86 und 87 erlischt die Lampe 89, das Relais 9o öffnet
seine Kontakte und erteilt den Befehl zum Stillsetzen der Wähler, welcher Befehl
der anderen Station über das verzögerte Relais 95 übermittelt wird; dessen Speisung
aufgehört hat. Im zweiten Falle wird der Hauptschalter wieder eingerückt, indem
ioi umgelegt wird; die Einrichtung vollzieht alsdann den bereits beschriebenen Kreislauf
wieder.
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Wie im Falle des Betriebes mittels Gleichstrom können an den Wählern
mehrere Kontakte für eine mehrmalige Freigabe der schwingenden Federn bei jeder
Umdrehung angeordnet sein. Es werden dann für diese Kontakte voneinander verschiedene
Tonfrequenzen gewählt. Diese Frequenzkombinationen können nach Belieben auf dasselbe
Synchronisiersystem einwirken. Es können beispielsweise drei Frequenzpaare vorgesehen
sein, etwa f i -f 2, f 3-f 4., f 5-f 6. Die Frequenzen f i,
f 3, f 5 bewirken z. B. das Ablösen der Federn, doch soll dies durch die
Frequenz f i erfolgen, "venn die Wählergruppe in der Stellung d° steht, durch
f 3 bei i2 ö' und durch f 5 bei 2q.d°. Die übrigen Frequenzen mögen zur Übertragung
der Ausführungssignale dienen.
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Bezeichnet man mit A die Zahl der je Frequenzpaar in der Zeit 7' übertragenen
Signale unter Annahme einer genügend genauen Abstimmung der Frequenzen der schwingenden
Federn und mit x die Zahl der Frequenzpaare, so ergibt sich allgemein
die Zahl der Frequenzen ........... = 2 x |
die übertragungszeit . .. . . . . . . . . . . . .
= T - x |
die Gesamtzahl der übertragenen |
Signale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . =
A - x2 |
Die Fig. 6 veranschaulicht eine Anlage für Gleichstrombetrieb, die derjenigen in
Fg. i ähnlich beschaffen ist, jedoch mit den folgenden Änderungen und Ergänzungen:
a) Die eine der Stromquellen 25 oder 25' (hier 25') der Fig. i wurde durch ein Gleichrichterpaar
ersetzt.
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b) Anstatt, wie oben dargelegt, eine Folge der Nichtübereinstimmung
der bezüglichen Stellungen der Umschalter zo, 2ö und der Relais 24,24.' zu sein,
erfolgt das Anlassen in der Sende- bzw. der Empfängerstation durch einen dem Relais
16 erteilten Stromimpuls, zu welchem Zweck dieses Relais dann mit verzögerter Rückkehr
in die Ruhestellung auszuführen ist.
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c) Die Anlage weist einen Hilfskreis auf, zu dem Zwecke, das sogenannte
Pumpen des Hauptschalters zu vermeiden, welches unvermeidlich eintritt, wenn sich
der beim Vorkommen eines Kurzschlusses erteilte Schließungsbefehl mehrmals hintereinander
wiederholt. Dieser Hilfskreis enthält ein Relais und Kondensatoren, die bei einem
Kurzschluß die Reihenfolge der dem Einrückbefehl entsprechend ausgesandten Signale
unterbrechen.
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d) Die in der Empfängerstation aufgestellten Schaltrelais für die
Befehle sind je mit einer Sperrspule versehen, die sie am Öffnen verhindert, wenn
ihre Hauptkontakte Strom führen.
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In der Fig. 6 sind die vom Schaltbild der Fig. i übernommenen Organe
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Ferner bezeichnet i io ein Hilfsrelais mit
großem Widerstand, i i i eine sehr große, elektrochemische oder papierisolierte
Kapazität, 113
die Spannungswicklung und i i9 die Stromwicklung eines zum
Schließen des Hauptschalters dienenden Relais, 114 die Spannungswicklung und 1:18
die Stromwicklung eines Relais zum Öffnen des Hauptschalters, i 15 und i 16
Gleichrichter, die die Spannung der Batterie 25 aushalten können; endlich bezeichnen
117, 117' Kondensatoren, die mit den Wicklungen der Relais 16 bzw. 16' dauernd
parallel geschaltet sind.
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In dieser Fig.6 sind sämtliche Organe in der Stellung E dargestellt,
die dem Schließen des
Hauptschalters D entspricht Die Wähler stehen
still, die Lampe 22 ist erloschen. Um den Hauptschalter zu öffnen, wird der Umschalter
2o in die Stellung O gebracht. Während dieses Vorganges verweilt der untere Hebel
dieses Umschalters 20 einen kurzen Augenblick auf dem Kontakt M und verbindet somit
vorübergehend das Relais 16 mit der Stromquelle 27, was, wie bereits dargelegt,
die Wähler in Bewegung setzt.
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Beim synchronen Umlauf von 9A und 9'A fließt während ganz kurzer Zeit
ein Strom wie folgt: vom positiven Pol der Stromquelle 25 über das Relais i io und
die Wähler 9 A, 9'A zu dem Relais 114 und über den Gleichrichter 116 zur
Stromquelle 25 zurück. Die Verbindung zwischen den Stationen I und Il erfolgt durch
die beiden Drähte 1, 2 der einzigen Signalleitung. Der so fließende Strom reicht
aus, um bei jeder Umdrehung das Relais i io zu schließen, er ist jedoch unzureichend,
um die Wicklung 114 voll zu erregen und das Ansprechen des zugehörigen Relais zu
ermöglichen.
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Bei jeder Umdrehung der Wähler leuchtet die Lampe 22 auf, und das
an die Stromquelle 27 angeschlossene Relais 16 bleibt wegen des Kondensators 117,
der eine Verzögerung beim Abfallen ergibt, bis zur nächsten Umdrehung angezogen.
Die Wähler drehen sich mithin so lange, als die Lampe eingeschaltet bleibt, und
die Lampe zeigt auf diese Weise an,. daß zwischen der Stellung des Umschalters 20
und der der Hilfskontakte 2ö des Hauptschalters D keine Übereinstimmung besteht.
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Um den Befehl auszuführen, wird der Druckknopf 23 betätigt, wodurch
das mit großem Widerstand behaftete Relais i io kurzgeschlossen und der Kondensator
i i i eingeschaltet wird. Der Ladestrom ist ausreichend, um das Relais 114 bei jeder
Umdrehung einmal in dem Moment zu schließen, wo der Stromkreis durch die Drehung
des Wählersgeschlossen ist.
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Löst sich der Hauptschalter dem Befehl entsprechend sofort aus, dann
kann das Relais 114 nicht ansprechen, weil der Kondensator geladen ist. Der Druck
auf den Knopf 23 muß ausgesetzt und es muß abgewartet werden, bis sich der Kondensator
i i i entladen hat, worauf man auf den Schaltknopf 23 wieder drücken muß. Ferner
halten die unteren Kontakte des Druckknopfschalters 23 die Verbindung des Relais
16 mit der Stromquelle 27 aufrecht, wodurch die Drehung des Systems während der
Zeit gewährleistet ist, wo das Relais iio ausgeschaltet bleibt.
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Wenn sich das Relais 114 schließt, schließt es den Auslösekreis des
Hauptschalters D; der alsdann über dessen Hilfskontakte und durch die Strom-bzw.
Sperr- bzw. Haltewicklung 118 fließende Strom hält dieses Relais 114 geschlossen.
Das letzere öffnet sich, sobald der Hauptschalter an das Ende seines Hubes gelangt.
Durch die Verstellung ies beweglichen Teiles des Hauptschalters werden lie Kontaktarme
des Umschalters 20' in die Stelung O übergeführt, wodurch in den Stromkreis das
Relais i 13 sowie der Gleichrichter 115 eingeschaltet werden, dessen Durchlaßsinn
dem des Gleichrichters 116 entgegengesetzt ist. Der Strom wird infolgedessen unterbrochen.
Hört der Druck auf den Schaltknopf 23 auf, so fließt durch das Relais iio kein Strom
mehr, und der Kondensator entladet sich. DieLampe 22 erlischt, und das nunmehr stromlose
Relais 16 bewirkt, daß die Wähler nach einigen Umdrehungen zum Stillstand kommen.
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Öffnet sich dagegen der Hauptschalter von selbst infolge eines Kurzschlusses,
so wird infolge der dabei erfolgten Verstellung der Kontakte von 2o' das Relais
16' vorübergehend an die Stromquelle 27' angeschlossen, was die Wähler veranlaßt,
einige Umdrehungen zu machen. Da aber die Stellung des Umschalters 20 und diejenige
der Hilfskontakte 2o' nicht übereinstimmen, so wird das Relais i io wieder bei jeder
Umdrehung gespeist, und die vorbeschriebene Arbeitsweise setzt von neuem ein.
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Zum Stillsetzen der Wähler muß entweder der Befehl übertragen werden,
den Hauptschalter in seine ursprüngliche Stellung zurückzuführen, oder es muß der
Umschalter 2o umgelegt werden. Es sei dabei bemerkt, daß der Kondensator i i i nur
einen einzigen Stromimpuls abgeben kann.
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All diese Glieder entsprechen der Übertragung einer Gruppe von Befehlen
für den Fall, daß die Wähler nur einen einzigen Kontakt besitzen. Falls die Wähler
eine größere Zahl von Kontakten aufweisen, gibt es auch Elemente, wie die Stromquellen
25, 27, 27', die Relais 16 und 16', die Gleichrichter 115 und 116, welche für sämtliche
Kontakte nur einmal vorzusehen sind.
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Es kann auch eine Einrichtung verwirklicht werden, womit jedes einzelne
Signal zweimal, und zwar je nach einem anderen Rhythmus ausgesandt wird, so daß
eine sehr weitgehende Kontrolle der Arbeitsweise gewährleistet ist. Hat beispielsweise
der Wähler n zur Übertragung der Befehle nutzbare Kontakte, so kann in der Sendestation
der Kontakt i des Wählers mit dem Kontakt n, der Kontakt 2 mit dem Kontakt (n-1),
3 mit (n-2) usw. verbunden werden. Für jeden Befehl sind alsdann zwei Signale auszusenden,
die je nach dem Rang des betreffenden Befehls in der Reihe durch verschieden lange
Zeitspannen getrennt sind. Die Zahl der möglichen Übertragungen ist alsdann nur
noch gleich der Hälfte der Zahl der Kontakte am Wähler.
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In der Empfangsstation wird dann das der Übertragung auf dem Kontakt
i (Fig. 6) entsprechende Schließrelais 114 mit Verzögerung beim Öffnen ausgeführt,
und da dieselbe Übertragung auf dem Kontakt n erfolgt, so werden die Kontakte des
entsprechenden Relais 114 der Ordnungszahl n mit den Kontakten des Relais 114 der
Ordnungszahl i hintereinandergeschaltet.
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Somit kann der Befehl nur dann ausgeführt werden, wenn (11q.)1 und
(114)n gleichzeitig ansprechen und wenn die Schaltsignale genau durch eine Zeitspanne
getrennt sind, die dem Übergang vom ersten zum n-ten Kontakt entspricht. Für das
Signal, das über die Kontakte 2 und (n-2) geht, sind die entsprechenden Doppelsignale
durch die Übergangszeit vom zweiten zum (n--2)-ten Kontakt getrennt usw. Wie ersichtlich,
entspricht jedem.
Befehl die Aussendung zweier Signale, deren Zeitabstand
für den Befehl selbst charakteristisch ist, sofern je Umdrehung nur ein einziger
Befehl zu übertragen ist.
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Selbstverständlich lassen sich beim Senden auch andere Kontaktkombinationen
ausführen.
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Die erfindungsgemäßen Fernsteuerkreise lassen sich auch zum Fernsprechen
verwenden, wobei jedoch die Fernsteuerung den gesprochenen Mitteilungen gegenüber
den Vorrang behalten muß. In jeden Fernsteuerapparat werden zu diesem Zweck (Fi.g.
7) in den Synchronisierkreis Fernsprechapparate in Reihe geschaltet, welche in an
sich bekannter Weise an einen Transformator mit drei Wicklungen angeschlossen sind.
Eine dieser Wicklungen liegt nämlich dauernd mit den anderen, oben angeführten,
gestrichelt nur angedeuteten Organen in der Fernsteuerleitung, eine zweite Wicklung
ist mit dem Hörer und die dritte mit dem Mikrophon und dessen Stromquelle verbunden.
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Befinden sich die Fernsprechapparate in der Ruhestellung, dann ist
die in der Leitung liegende Wicklung kurzgeschlossen. Die :einzelnen der Synchronisierung
der Wähler zugeordneten Relais und Stromquellen sind durch Kapazitäten kurzgeschlossen,
die den Durchgang der Sprechwechselströme begünstigen. Das Abhängen der Fernsprechapparate
schaltet somit all diese letzteren Apparate hintereinander und gestattet die Unterhaltung.
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Das erfindungsgemäß vorgesehene Anrufwahlsystem arbeitet nach dem
Prinzip irgendeines der für die Fernsteuerung oben beschriebenen Systeme. Die Fig.
7 zeigt eine Einrichtung für beiderseitigen Anruf zwischen zwei Teilnehmern I und
II. Die Bezugszeichen 9 A, 9'A, 16, 25, 27, 27', 115 und 116 entsprechen denselben
Elementen wie in Fig. 6. Hinzugekommen sind folgende Apparate: 130, 131 Anrufwecker
(Klingelwerke), 132 bzw. 133 Kontakte, die an die Stellung der Fernsprechapparate
134 bzw. 135 gebunden sind, 136, 137 Auslöserelais für die Anrufwecker, 138, 139
Fernrufknöpfe (Umschalter), 140 Hilfsrelais zum Anlassen des Wählersvstems. Das
Schaltbild zeigt die Anlage in der Ruhestellung. Wünscht der Teilnehmer I den Teilnehmer
II anzurufen, so drückt er auf den Knopf 138 und hängt alsdann den Fernsprechapparat
134 ab. Die Kontaktlamelle a gelangt von den mittleren Kontakten auf die oberen
Kontakte, während die Kontaktlamelle b nur die unteren Kontakte verbinden kann und
auf diese Weise nur einen kurzen Augenblick die Stromversorgung des hier verzögerten
Relais 16 gestattet. Die Wähler setzen sich alsdann in Drehung. Der Druckknopf bleibt
in dieser Stellung, solange der Fernsprecher ausgehängt ist. Bei ihrer Drehbewegung
verbinden die Wähler einen kurzen Augenblick die Wicklung des Hilfsrelais 140 mit
den Gleichrichtern 115, 116, und die Batterie 25 speist das Relais 137 über den
Gleichrichter 115. Bei jeder Umdrehung zieht das Relais i4o seinen Anker an und.
unterhält durch Schließung seiner Hilfskontakte die Drehbewegung der Wähler. Der
Anrufwecker 131 tritt in Tätigkeit. Wenn der Teilnehmer den Fernsprecher
135
abhängt, so öffnen sich die Kontakte i33 und der Strom wird unterbrochen.
Das Relais 140 zieht seinen Anker nicht mehr an, die Einrichtung bleibt auf dem
Svnchronisierkontakt stehen, und das Ferngespräch kann nun stattfinden.
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Umgekehrt kann der Teilnehmer I vom Teilnehmer 1I aus durch Drücken
des Knopfes 139 angerufen werden. Das Relais i6' wird alsdann mit Strom versorgt,
die Wähler setzen sich in Bewegung, dass Relais i4o spricht an und unterhält die
Drehbewegung, wenn das Relais 16' abfällt. Der Strom fließt vom Mittelpunkt der
Stromquelle 25 durch folgende Glieder: Kontakte von 139, Gleichrichter 116,
Relais 140, Kontakte 13,9, Anrufrelais 136 und über die unteren Kontakte
von 132 zum negativen Pol von 25. Sobald der Teilnehmer I den Hörer aushängt, werden
die Kontakte von 132 roterbrochen, und die Einrichtung bleibt stehen.
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Sind mehrere Teilnehmer untereinander zu verbinden, so wird nach demselben
Prinzip verfahren, das vorhin für zwei Teilnehmer dargetan wurde, doch gibt es alsdann
Stromelemente, insbesondere 132, i36 bäw, 133, 137, welche für sämtliche Teilnehmer
gemeinschaftlich dienen können.
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Sollte während eines Ferngesprächs eine FernsteuerÜbertragung stattfinden,
so gehen das Anlassen und die Unterhaltung der Drehung der Wähler normal vor sich,
und das Ferngespräch wird unterbrochen.
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Die Fig. $ veranschaulicht, wie die erfindungsgemäße Einrichtung für
Fernmessungszwecke benutzt werden kann. In dieser Figur bezeichnet i 5o eine Gleichstromquelle,
deren Spannungsmessung übertragen werden soll, 152 einen Satz von zwei Dreielektrodenröhren,
153 einen Spannungswandler, 154 einen Meßapparat für Gleichstrom, 155 einen Widerstand
mit parallel geschalteter Kapazität i 56-151 eine zwischen die Gitter der Lampen
152 und den Widerstand 153 geschaltete Kapazität.
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Die Lampen oder Röhren 152 sind in totaler Gegenrückkopplung geschaltet.
Zwischen die Kathoden der Röhren i S2 und den Mittelpunkt der Sekundärwicklung des
Spannungswandlers 153 ist in bekannter Weise nebst einem Meßapparat 154 der Widerstand
155 geschaltet, während die Enden derselben Wicklung mit je einer Anode der Röhren
152 verbunden sind.
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Bei dieser Schaltung ist der Strom im Meßapparat 154 verhältnisgleich
mit der Spannung, die zwischen die Punkte x und y angelegt wird. Bei
der Drehung der Wähler 9A und g'A wird für einen kurzen Augenblick die Kapazität
151 an die Stromquelle 15o angeschlossen. Während der Zeit, wo die Verbindung mit
der Stromquelle i 5o unterbrochen ist, hält der Kondensator 151 die Gitterspannung
der Röhre und folglich die Anzeige des Meßapparates 154 bis zur nächsten Umdrehung
aufrecht; -wo bei wiederhergestellter Verbindung gegebenenfalls ein neuer Meßwert
übertragen wird. Hat sich inzwischen die Spannung der Gleichstromquelle i 5o geändert,
so zeigt der Meßapparat 154 deren neuen Wert an.
Anstatt von einer
Stromquelle geliefert zu werden, kann diese Gleichspannung von einer Meß-oder Fernmeßeinrichtung
ausgehen, die eine zu irgendeiner Größe verhältnisgleiche Gleichspannung ergibt.
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Die Fig. 9 stellt eine erfindungsgemäße kombinierte Fernsteuer- und
Fernmeßeinrichtung dar. In dieser Fig.9 sind 9.4 und 9'_A die umlaufenden Wähler,
16o, 168 Potentiometer, die von einer Gleichspannungsquelle gespeist werden, 161
der Spannungsmeßapparat, 162, 163 polarisierte Relais in der Station I, 166, 167
polarisierte Relais in der Station 1I, 164, 165 Kontrollampen.
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Das Potentiometer 168 kann mit einer Spannung gespeist werden, deren
Wert zu regeln ist, beispielsweise mit der Klemmspannung einer Maschine, während
das von einer Quelle gleichbleibender Spannung gespeiste Potentiometer 16o als Vergleichsnorm
dient. In der Station I wird der Gleitkontakt des Potentiometers 16o derart eingestellt,
daß das Meßgerät 161 die gewünschte Regelspannung angibt. Während sich die Wähler
drehen, verbinden sie während einer kurzen Zeit die Gleitkontakte der beiden Potentiometer
16o und 168. Sind die Spannungen nicht identisch, so schließt sich das eine der
Relais 162 bzw. 163 der Station I, je nachdem die am Potentiometer 16o angegriffen,:
Spannung größer oder kleiner ist als .di-- am Potentiometer 168 vorhandene Spannung.
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Das Schließen eines dieser Relais zeigt dem Bedienungsbeamten das
Vorhandensein einer Nichtübereinstimmung, und das Vorzeichen der Differenz wird
von einer der Lampen 164 bzw. 165 angezeigt. In der Empfangsstation bewirkt diese
Nichtübereinstimmung das Schließen eines der beiden Relais 166, 167. Soll beispielsweise
eine Gleichstrommaschine geregelt werden, so steuern diese Relais die Verstellung
des Erregerwiderstandes in dem einen oder anderen Sinne, bis die Maschine die richtige
Spannung abgibt. Die vorhin leuchtende Lampe 164 bzw. 165 erlischt alsdann, und
der übertragene Meßwert ist der vom Meßapparat 161 angezeigte.
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Die Erfindung ei=net sich ohne weiteres zur Regulierung von Maschinen
und Geräten jeglicher Art, insbesondere z. B. zum Einregeln eines Stufenschalters
in der Weise, daß die an den Klemmen des Potentiometers 168 in eine Gleichspannung
umgeformte Blindleistung dem vom Meßapparat 161 angezeigten Wert entspricht.
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Anstatt den Wert der Klemmenspannung am P otentiometer 168 mittels
der Relais 166 und i0; zu ändern, kann man diese Spannung konstant halten und die
Verstellung des Gleitkontaktes von 168 durch die Relais bewirken lassen. Wird auch
die Spannung an den Klemmen des Potentiometers 16o konstant erhalten, so geschieht
die Verstellung der Gleitkontakte der Potentiometer 16o und 168 durch die Fernsteuerung
zwangläufig. Der Meßapparat erübrigt sich dann selbstverständlich.
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Es ist zweckmäßig, einen Strombegrenzungswiderstand mit den Relais
in Reihe zu schalten, um bei allzu großer Spannungsgleichheit zwischen den Gleitkontakten
der Potentiometer den Strom zu begrenzen.
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An Stelle der sich allmählich auf Widerständen verschiebenden Gleitkontakte
können auch Fernsprechwähler mit sprungweisem Vorschub und mit zwischen den Kontakten
angeschlossenen Widerständen benutzt werden.
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Es ist zu bemerken, daß gewisse oben beschriebene Verbesserungen,
beispielsweise die das Pumpen verhindernde Einrichtung (Fig. 6), ebenfalls bei Fernsteuerungen
ohne rotierende Wähler zur Anwendung gelangen können.