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Schaltungsanordnung zur Ermittlung und Aufzeichnung der Stellung eines
Umschalters oder Wählers in Fernmelde-, Fernmeß- und Fernsteueranlagen Für besondere
Zwecke der Prüfung oder der Statistik ist es vielfach erforderlich, in automatischen
Anlagen die Anzeige der Stellung zu empfangen, in der sich ein Umschalter oder Wähler
mit mehreren Stellungen in einem bestimmten Augenblick befindet.
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In vielen Fällen, in denen der Empfang einer optischen Anzeige genügt,
sind synchrone Systeme angewendet worden (Zähler oder numerierte Scheiben), die
elektrisch, parallel zum Hauptumschalter bzw. Wähler gesteuert werden. Es sind auch
Verfahren bekannt (vgl. die schweizerische Patentschrift 259 273), bei welchen die
Einstellung eines Umschalters oder Wählers durch Abgleich zweier elektrischer Widerstände
erfolgt, wovon der erste in Abhängigkeit von der Stellung, die ein Umschalter oder
Wähler eingenommen hat, eingestellt wird, während" der zweite Widerstand bei der
Anzeigestelle so eingestellt wird, daB der erste Widerstand abgeglichen wird, wobei
gleichzeitig die zu ermittelnde Stellung angezeigt wird.
Die bekannten
Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie falsche Angaben liefern, sobald
der Schaltteil und der Prüfteil aus irgendeinem Grunde nicht mehr synchron zusammenwirken,
und im allgemeinen dann, wenn zwischen dem Schaltteil und dem Prüfteil keine genaue
Abstimmung wegen Störungen, die beispielsweise auf den Leitungen oder auf den Einrichtungen,
die zwischen diesen Teilen geschaltet sind, eintreten können, erfolgt.
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Die Erfindung ist darauf gerichtet, jede mögliche falsche Anzeige
zu verhindern und eine schriftliche Registrierung der von einem Umschalter bzw.
Wähler eingenommenen Stellung zu ermöglichen. Sie ist gekennzeichnet durch einen
Fernschreibsender, der gleichzeitig auf verschiedenen Adern alle Registrierungszeichensendet,durcheinenFernschreibempfänger,
der mit dem Sender bei jeder Aufzeichnung über Kontaktarme desselben Umschalters
oder Wählers verbunden wird, dessen Stellung zu ermitteln ist, durch einen Verteiler
für die zeitlich gestaffelte Weitergabe der einzelnen Zeichen, die zusammen eine
Aufzeichnung bilden, und durch eine indirekte Verbindung der zur Ermittlung und
Aufzeichnung der Stellung dienenden Adern mit einer ersten Gruppe von Kontaktsegmenten
des Verteilers, über entsprechende Kontaktbürsten des Umschalters oder Wählers,
dessen Stellung zu ermitteln ist, und durch eine ummittelbare Verbindung der zur
Trennzeichengabe dienenden Ader mit einer zweiten Gruppe von Kontaktsegmenten des
Verteilers, von welcher das eine Kontaktsegment vor und das andere hinter der ersten
Gruppe von Kontaktsegmenten angeordnet ist.
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Als telegraphisches Sende- und Empfangssystem kann ein beliebiges
der üblichen Systeme angewendet werden; für eine absolut sichere und genaue Anzeige
eignet sich insbesondere das Bild-Fernschreibsystem, welches nicht auf der Sendung
eines konventionellen Kodes, sondern auf der unmittelbaren Wiedergabe von Buchstaben
und Ziffern beruht. Dadurch wird sichergestellt, daB in keinem Falle wegen Störungen
oder Fehler eine falsche Anzeige registriert wird.
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Die in den Fig. i, 2 und 3 gezeigten Beispiele beruhen auf der Anwendung
eines Bild-Fernschreibsystems. Die beiden untereinander starr verbundenen Kontaktarme
eines ioostelligen Wählers, dessen Stellung registriert werden soll, sind mit S,
und SII (Fig. i) bezeichnet; der Wähler besitzt weitere, in Fig. i nicht dargestellte
Arme, die für seine üblichen Schaltungen dienen. Da ioo Drehschritte vorhanden sind,
werden zwei Ziffern zur Ermittlung der Stellung benötigt, und diese Ziffern werden
dem telegraphischen Empfänger über die Arme Sf (Zehner) und SII (Einer) gesandt.
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Vom sendenden und vom empfangenden telegraphischen System, dessen
Arbeitsweise als bekannt vorausgesetzt wird, sind nur diejenigen Einzelheiten dargestellt,
die zur Erläuterung des Aufzeichnungssystems nach der vorliegenden Erfindung erforderlich
sind.
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Ein einziger Motor M treibt über ein Zahnradgetriebe I, die
Sendetrommel T, die mit einem Gewinde versehene Spindel V des schreibenden
Systems und einen elektrischen Verteiler D an. Die Sendetrommel enthält die den
Ziffern o, i, 2. . . g und dem doppelten Trennstrich // entsprechenden Zeichen.
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Im Ruhezustand steht der Motor still, und der Verteiler D befindet
sich mit seiner Kontaktbürste auf dem in Fig. i mit a gekennzeichneten Kontaktsegment.
Es wird angenommen, daB das Registrierungssystem anläuft, sobald die Arme SI und
SII sich auf dem ersten Drehschritt befinden, der durch die Nummer oo gekennzeichnet
werden soll (Stellung der Arme, die in Fig. i voll ausgezogen gezeichnet sind).
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Nachdem der Motor angelaufen ist, senden die Nocken der Sendetrommel
dauernd die Ziffern o, i, 2... g an die Ausgänge der Arme S, und SII, in
Abhängigkeit einer besonders vorgesehenen, in Fig. i dargestellten Vielfachverdrahtung.
Bezeichnet man eine der beliebigen Stellungen, welche die iooteiligen zu kontrollierenden
Wähler einnehmen können, mit einer zweistelligen Zahl xy (wobei x bzw. y
jeweils eine Zahl von o... g ist), dann müssen die von den Sendenocken o...9
kommenden Registrierungsadern mit denjenigen Kontaktlamellen einer ersten Kontaktbürste
Si, deren erste Ziffer x der entsprechenden Nummer xy mit der Nummer des Sendenockens
übereinstimmt, und mit denjenigen Kontaktlamellen einer zweiten Kontaktbürste SII
vielfachgeschaltet werden, deren zweite Ziffer y der entsprechenden Nummer xy wiederum
mit der Nummer des. Sendenockens übereinstimmt.
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Dementsprechend muß beispielsweise die von denn Sendenocken 0 kommende
Ader mit den der Kontaktbürste SI zugehörigen Kontaktlamellen von oo... 0g und mit
den der Kontaktbürste SII zugehörigen Kontaktlamellen oo, io...8o, go vielfachgeschaltet
werden.
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Die Bürste des Verteilers D verläBt das Kontaktsegment a und
erreicht das Kontaktsegment b im Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Sendungen und stellt dabei folgenden Stromkreis her: +, Sendenocken des Trennstriches
//, Kontaktsegment b und Kontaktarm des Verteilers D,
Elektromagnet
EM der Schreibeinrichtung, -. Der Elektromagnet EM arbeitet in Abhängigkeit vom
Profil des Sendenockens und drückt seinen Anker A gegen die Schreibspindel
Y, so daB der Trennstrich auf dem Papierstreifen des telegraphischen Empfängers
abgedruckt wird.
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Nach erfolgter Aussendung der Signale, die obigen Zeichen entsprechen,
wird der Arm des Verteilers D vom Kontaktsegment b auf das Kontaktsegment c umgeschaltet,
so daB bei Beginn der nachfolgenden Umdrehung der Sendetrommel T folgender Stromkreis
hergestellt wird: -, Sendenocken der Ziffer o, Ausgang oo des Wählers und Kontaktarm
Si, Kontaktsegment c und Kontaktarm des Verteilers D, Elektromagnet EM, -.
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Auf dem Papierstreifen wird die Ziffer o abgedruckt, worauf der Arm
des Verteilers vom Kontaktsegment c
auf das Kontaktsegment d weitergeschaltet
wird und folgender Stromkreis hergestellt wird: Sendenocken der Ziffer o, Ausgang
oo des Wählers und Kontaktarm SII, Kontaktsegment d und Kontaktarm des Verteilers
D, Elektromagnet EM, -. Auf dem Papierstreifen wird eine zweite Ziffer o abgedruckt,
und der Verteiler .schaltet sich vom Kontaktsegment d auf das Kontaktsegment e weiter,
über welches folgender Stromkreis hergestellt wird: -f-, Sendenocken des Trennstriches
//, Kontaktsegment e und Kontaktarm des Verteilers D, Elektromagnet EM, -. Auf dem
Papierstreifen wird ein Trennstrich abgedruckt, und der Verteiler wird weitergeschaltet,
bis er das Kontaktsegment a erreicht und in irgendeiner in Fig. i nicht dargestellten
Weise das Stillsetzen des Motors M bewirkt. Auf dem Papierstreifen ist die Bezeichnung
// oo // abgedruckt, welche die Stellung des Wählers angibt (Fig.2).
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Wenn sich die Arme beispielsweise auf Schritt ig befinden (in Fig.
i gestrichelt gezeigte Stellung), dann erfolgen die Registrierungsvorgänge wie vorher,
und es werden nacheinander folgende Stromkreise hergestellt +, Sendenocken des Trennstriches
//, Kontaktsegment b und Kontaktarm des Verteilers D,
Elektromagnet
EM, -.
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Sendenocken der Ziffer i, Ausgang ig des Wählers und Kontaktarm Si,
Kontaktsegment c und Kontaktarm des Verteilers D, Elektromagnet EM, -.
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Sendenocken der Ziffer 9, Ausgang zg des Wählers und Kontaktarm Su,
Kontaktsegment d und Kontaktarm des Verteilers D, Elektromagnet EM, -.
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-f-, Sendenocken des Trennstriches //, Kontaktsegment e und
Kontaktarm des Verteilers D,
Elektromagnet EM, -. Auf dem Papierstreifen des
Fernschreibers wird die Bezeichnung // ig // abgedruckt, wie gleichfalls in Fig.
2 gezeigt ist.
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Es ist klar, daß mit obiger Arbeitsweise ein einziger telegraphischer
Sender die Ziffern o, i, 2... g an die Ausgänge einer beliebigen Anzahl von
Wählern oder Umschaltern über eine gemeinsame Vielfachschaltung von zehn Adern senden
kann, wobei je eine Ader einer der Ziffern o, i, 2... 9 zugeordnet ist; eine
solche Vielfachschaltung ist im oberen Teil der Fig. i und 3 gezeigt.
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Wenn nur ein Empfänger vorgesehen ist, dann werden die Kontaktsegmente
c und d des Verteilers mit den entsprechenden Armen des Wählers, dessen Stellung
jeweils ermittelt werden soll, verbunden.
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Wenn wie in Fig. 3 mehr als ein Empfänger vorgesehen ist, dann wird
jedem Empfänger ein eigener Verteiler zugeordnet (Magnete D,... D" und Arme di...dn),
welcher im Synchronismus mit dem Sender läuft, und es können jeweils eine Anzeige
wie auch mehrere gleichzeitige Anzeigen erfolgen, wovon sich jede- auf einen bestimmten
Wähler bezieht.
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Im Beispiel nach Fig. i wird der Synchronismus zwischen Sender und
Verteiler mittels einer mechanischen Kupplung erreicht, die in einem Zahnradgetriebe
besteht; die Kupplung kann auch auf elektrischem Wege, z. B. nach dem in Fig. 3
gezeigten Beispiel, gebildet werden.
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Die Verteiler sind Schrittschaltwähler, deren Weiterschaltung durch
die Magnete Dl. . .D" gesteuert wird; die Sendetrommel T ist mit einem zusätzlichen
Nocken versehen, der bei jeder Umdrehung den Kontakt C kurzzeitig schließt; der
so erzeugte Impuls wird den Magneten der Verteiler unmittelbar (wie in Fig. 3) oder
über Relais zugeführt.
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Im Beispiel nach der Fig. i werden die telegraphischen Steuerzeichen
gleichstrommäßig durchgegeben; die Aussendung dieser Zeichen kann auch mittels niederfrequenten,
tonfrequenten oder hochfrequenten Wechselstromes, wie in Fig. 3 gezeigt ist, erfolgen.
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In diesem Falle sind die Sendenocken der einzelnen Zeichen mit einem
Wechselstromgenerator G verbunden, und der Elektromagnet des telegraphischen Empfängers
wird durch ein Empfangssystem SR,. . . SR. ersetzt, das dem verwendeten Wechselstrom
angepaßt ist und sich dazu eignet, einen Anker Al. . . A,. gegen die Empfängerspindel
V,. . . V', zu
drücken.
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Diese Anordnung hat den Zweck, eine vielfache Ausnutzung der Arme
der Umschalter oder Wähler Si . . . S" zu ermöglichen, deren Stellung ermittelt
werden soll; dies erfolgt gleichstrommäßig für die üblichen Schaltvorgänge und mittels
überlagerten Wechselstromes für die telegraphischen Steuerungen.
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Die Entkopplung wird in einfacher Weise durch Einschaltung der Kondensatoren
c bewirkt.
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Es wird angenommen, daß mit der Anordnung nach Fig. 3 die Stellung
des Wählers S1 ermittelt werden soll; es genügt, hierfür die Kontakte il@ und iln
zu schließen.
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Der erste Kontakt setzt den Magnet D, des Verteilers mit dem Steuerkontakt
C des Senders in Verbindung; der zweite Kontakt bewirkt in irgendeiner nicht dargestellten
Weise das Anlaufen des Motors M.
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Über die Verbindungen der Kontaktbänke des Wählers S, und über die
verschiedenen, vom Arm dl des Verteilers erreichten Schritte erhält das Empfangssystem
SR, Trennstriche und Zeichen in einer dem Beispiel von Fig. i entsprechenden Weise.
Die Kontakte ilI und in öffnen, sobald der Arm dl des Verteilers die Ruhestellung
wieder erreicht hat, gesteuert vom selben Arm des Verteilers.
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Es ist klar, daß in einem beliebigen Augenblick der Registrierung
ein weiteres Paar von Kontakten ij und inu geschlossen werden kann, um auf einem
anderen telegraphischen Empfänger SR," die Registrierung der Stellung eines weiteren
Wählers S,. zu bewirken. Der Motor M wird stillgesetzt, sobald alle im Gang befindlichen
Registrierungen beendigt sind, d. h., sobald alle von den Verteilern gesteuerten
Kontakte i,u...inn geöffnet sind.
In den Beispielen der Fig. i und
3 erfolgt die Registrierung der Stellung der Umschalter oder Wähler mittels einer
zweistelligen, dem jeweiligen Drehschritt entsprechenden Ziffer; offensichtlich
kann die Stellenzahl beliebig gewählt werden (ein-, drei-und mehrstellige Ziffern).
Die Stellung der Umschalter kann auch durch konventionelle Zeichen oder Buchstaben
an Stelle von Ziffern gekennzeichnet werden, und die Kombination dieser Buchstaben
kann ein ganzes Wort ergeben, das vom telegraphischen Empfänger vollständig niedergeschrieben
wird. Zu diesefn Zwecke genügt es, daß der telegraphische Sender mit den geeigneten
Zeichen, der Umschalter oder Wähler mit einer ausreichenden Anzahl von Armen und
der Verteiler mit einer ausreichenden Anzahl von Schritten oder Kontaktsegmenten
versehen werden.