DE540681C - Einrichtung zur rhythmischen Ausloesung von Schaltvorgaengen mittels ueberlagerter Frequenzstroeme - Google Patents

Description

• Einrichtung zur rhythmischen Auslösung von Schaltvorgängen mittels überlagerter Frequenzströme Für verschiedene Zwecke der angewandten Fernschaltetechnik wird die rhythmische Auslösung gleichzeitiger oder gegeneinander um bestimmte Zeitbeträge verschobener Signale benötigt; insbesondere, wenn es sich hierbei um viele weit voneinander entfernte Signalpunkte handelt, ist hierfür die Verwendung von durch dem Starkstromnetz überlagerte Frequenzströme ferngesteuerter Resonanzrelais naheliegend, wobei entweder für jedes Einzelsignal je eine Frequenz oder für alle Signale eine gemeinsame Auslösevorrichtung verwendet werden kann, welche, durch einen Frequenzimpuls erregt, mittels einer Verzögerungseinrichtung usw. die Auslösung der hintereinander erfolgenden Einzelsignale in den betreffenden Zeitabständen bewirkt.
• Diese für viele Verwendungsgebiete zweckentsprechende Lösung genügt nicht mehr in jenen Anwendungsgebieten, welche größte Sicherheit und zeitliche Präzision verlangen; sie setzt nämlich voraus, daß jeder der ausgesandten Impulse an jedem Schaltpunkte immer die richtige Auslösung bewirkt, was mit Rücksicht auf die immerhin vorhandenen Störungsmöglichkeiten nicht mit voller Sicherheit zu bejahen ist. Werden beispielsweise die Signale rhythmisch alle Minuten benötigt, so sind nach r ooo Betriebsstunden 6o ooo Schaltungen abgegeben worden, von denen das Ausbleiben von bloß einer einzigen in manchen Fällen schwerwiegende Folgen nach sich ziehen kann; es werden also von der Anordnung derart minimale Fehlerprozente verlangt, wie sie mit Sicherheit in der Praxis nicht erreicht werden können.
• Erfindungsgemäß wird bei derartigen Anwendungsgebieten die überlagerte Steuerenergie nicht zur direkten oder indirekten Auslösung der Resonanzrelais, sondern zur Synchronisierung und Regelung der Signalgebung von Schaltuhren benutzt; derartige Schaltuhren, deren Benutzung zu anderen Zwecken bekannt ist, besitzen einen mechanischen Gangregler und Gangwerk und eine Schaltwalze, welche die Auslösung der Signale bewirkt, eine mechanische, pneumatische oder ähnliche Gangreserve mit einer Selbstaüfzugsvorrichtung. Erfindungsgemäß wird bei ihnen ein Synchronisierungsmechanismus verwendet, welcher durch ein auf eine überlagerte Frequenz ansprechendes Resonanzrelais ausgelöst oder betätigt wird; dieser Mechanismus wirkt auf eine der Getriebeachsen ein, und zwar auf jene, deren Umdrehungszeit der - j e nach dem Anwendungsgebiete - notwendigen zeitlichen Genauigkeit der Signalgebung entspricht. Soll beispielsweise die Anordnung auf r Sekunde genau sein, so wird erfindungsgemäß jene Achse synchronisiert, deren Umdrehungszeit höchstens z Minute beträgt. Bei einer derartigen erfindungsgemäßen Anordnung genügt für eine Genauigkeit von -I- i@2 Sekunde eine Viertelstundensynchronisierung vollauf. Die Anordnung wird noch betriebssicher arbeiten, wenn nur die Hälfte der Synchronisierungsimpulse ankommt, -da j a ein eigener Gangregler zusätzlich vorhanden ist. Die zulässigen Fehlerprozente werden also von einem winzigen Bruchteile eines Promille auf 5o °1o erhöht, was einer ganz enormen Erhöhung der Betriebssicherheit entspricht. Zweckmäßig wird das Synchronisierungsrelais derartig selbstsperrend ausgebildet, daß es nur während einer um den. Synchronisierungszeitpunkt gelegenen Zeitspanne beeinflußt oder wirksam werden kann, deren Größe von der innerhalb des zwischen den einzelnen Synchronisierungsimpulsen maximal zu erwartenden Gangdifferenzen abhängt, - also etwa auf das Drei- bis Fünffache des Genauigkeitsintervalls zu setzen ist. Diese Anordnung dient dazu, Störimpulse unwirksam zu machen, welche außerhalb dieser Zeitspanne auftreten.
• Die Synchronisierung der Minutenzeiger von reinen. Zeitmessern ist an sich bekannt; nach der vorliegenden Erfindung wird dieses bekannte Verfahren einerseits statt auf Zeitmesser auf Zeitschalter angewendet, also auf Vorrichtungen, denen wesentlich andere Funktionen obliegen als die reine Zeitmessung, andererseits wird die Synchronisierungsgenauigkeit erheblich erhöht. Hierbei treten Schwierigkeiten sowohl in der Genauigkeit der Signalgebung als auch des Signalempfanges ein, die erfindungsgemäß folgendermaßen überwunden werden: Die Signalgebung erfolgt durch einen Generator, dessen Drehzahlkontinuierlich, und zwar derart geändert wird, daß der Frequenzbereich, in welchem die Synchronisierüngsrelais ansprechen, innerhalb z Sekunde durchlaufen wird, wenn eine Genauigkeit von -I- i]2 Sekunde verlangt wird; durch an sich bekannte Maßnahmen wird erreicht, daß der Generator spätestens Sekunde vor der genauen Signalzeit eine derartige Drehzahl besitzt, wie sie der unteren Grenze des gewünschten Frequenzbereiches entspricht; sodann setzt zugleich mit der Überlagerung der erzeugten Energie die Drehzahländerung im beschriebenen Tempo ein, so daß das vorgeschriebene Frequenzband in der bestimmten Zeit durchlaufen wird. Man erreicht dadurch, daß die praktisch unvermeidlichen, wenn auch geringen Veränderungen ,und Unterschiede zwischen den Eigenschwingungszahlen der einzelnen Synchronisierungsrelais - infolge thermischer oder anderer z. B. Alterungserscheinungen - unschädlich sind. Die Relais werden dann derart eingestellt, daß sie möglichst rasch ansprechen und so die Synchronisierung unter allen Umständen noch innerhalb der zulässigen Zeitspanne bewirken, welche etwa + I-J, Sekunde um den Synchronisierungspunkt liegt.
• Wenn es ermöglicht werden soll, die zeitlichen Abstände zwischen den einzelnen Signalen proportional verkleinern oder vergrößern zu können, so werden erfindungsgemäß auch hierfür überlagerte Steuerfreqüenzimpulse benutzt, auf welche Resonanzorgane ansprechen, die geeignete Vorrichtungen auslösen. Als geeignete Vorrichtungen zur Regelung der Signalabgabe werden, erfindungsgemäß beispielsweise verwendet a) alternativ einschaltbare Gangregler mit verschiedenen Eigenschwingungszahlen; b) alternativ einschaltbare Schaltwalzenstreifen mit verschiedenen Einzelkontaktzahlen je Streifen; c) ein Wechselgetriebe zwischen Gangwerk und Schaltwalze mit alternativ einschaltbaren Übersetzungen.
• Zusätzlich zu diesen Vorrichtungen werden von den entsprechenden Resonanzrelais erfindungsgemäß Schauzeichen betätigt, um deutlich anzugeben, welche der alternativ einschaltbaren Gangregler bzw. Schaltwalzenstreifen bzw. Übersetzungen usw. eben in Funktion sind. _ Das angegebene Verfahren hat zudem den Vorteil, daß die benötigten wenigen Signalfrequenzen von einer Maschine geliefert werden können, welche. außerdem die Signalfrequenzen zur Fernsteuerung von Vorrichtungen aller Art, wie Umschaltvorrichtungen für Mehrfachtarifzähler, Treppenhaus-und Straßenbeleuchtüngsschalter, elektrische Uhren usw., erzeugt. Bei den bekannten Vorschlägen, welche eine große.Zahl von Signalfrequenzen für die Steuerung der vielen Resonanzrelais verwenden, ist dies nicht oder nur ungenügend möglich, da keine oder nur wenige Sendefrequenzen für die anderen Fernsteuerzwecke frei bleiben.
• Schließlich können die derartig synchronisierten Schaltuhren zusätzlich als Zeitmesser verwendet werden, insbesondere als öffentliche Uhren, wenn die Schaltuhren beispielsweise den Zweck haben, Verkehrssignale zu geben.
• Schließlich kann man derart synchronisierte Uhren (Schaltuhren) zur direkten Steuerung von Mehrfachtarif zählern, Treppenhausbeleuchtungen benutzen, wobei man sie gleichzeitig als private Zeitmesser für den betreffenden Kunden verwenden kann; gegebenenfalls kann auch das die Synchronisierung bewirkende Resonanzorgan derart ausgebildet werden, daß es, auf mehrere Frequenzen mittels je eines Resonanzkörpers elektrischer oder mechanischer Art ansprechend, mit zur Fernsteuerung von Mehrfachtarifzählern usw. benutzt werden kann.
• Eine derartige Vorrichtung ist schematisch in der Abbildung dargestellt. Die zu synchronisierende Schaltuhr U betätigt beispielsweise durch sich täglich einmal drehende Schaltscheiben bekannter Ausführung die Treppenhausschaltkontakte A, B, C. Die Synchronisierung erfolgt über ein an der Lichtleitung angeschlossenes Resonanzrelais RR, das beispielsweise drei auf verschiedene Frequenzen abgestimmte Federanker besitzt und derart drei verschiedene Stromwege schließen kann. Von diesen dient der Stromweg i zur Betätigung des z. B. die Minutenzeigerstellung beeinflussenden Synchronisiermagneten Slv1, den man für den Fall, daß größere Ganggenauigkeit verlangt wird, auf eine schneller laufende Achse einwirken lassen wird. Die Stromwege a und 3 dienen für Einschaltung der Schaltrelais eines Doppeltarifzählers DT.
• Durch-die geschilderte Anordnung erzielt man mit ein und derselben Vorrichtung eine präzise Schaltung der Treppenhausbeleuchtung, die genaue Synchronisierung eines Zeitmessers und die Fernsteuerung eines Mehr-< fachtarifzählers, also gegenüber den bekannten Anordnungen eine wesentliche Ersparnis an Einzelteilen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCiiE: i. Einrichtung zur rhythmischen Auslösung von Schaltvorgängen mittels überlagerter Frequenzströme, dadurch gekennzeichnet, daß hierzu Zeitschaltwerke mit eigenem Gangwerk; Selbstaufzug und Schaltwalze verwendet werden, deren genauer Synchronismus durch Vorrichtungen aufrechterhalten wird, die resonatorisch auf dem Netzstrome überlagerte Wechselströme höherer Frequenz ansprechen. a. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß hierzu eine Achse synchronisiert wird, deren Umdrehungszahl in der Größenordnung, i Minute liegt. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisierungsimpulse von einem Generator mit geregelter Drehzahl derart erzeugt werden, daß der wirksame Frequenzbereich, auf den die Resonanzorgane ansprechen, innerhalb des jeweils gewünschten Genauigkeitsintervalls durchlaufen wird, so daß keine größeren Abweichungen als das halbe Genauigkeitsintervall auftreten können. q.. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den Syrichronisierungsrelais Selbstsperrungen elektrischer oder mechanischer Art vorgesehen werden, welche diese Resonanzorgane nur während einer Zeitspanne von dem etwa drei- bis fünffachen Werte des jeweiligen Genauigkeitsintervalls freigeben, sonst aber vom Netze abschalten oder unwirksam machen. 5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Ermöglichung einer proportionalen Veränderung des Schaltintervalls Wechselvorrichtungen vorgesehen werden, welche durch Resonanzorgane betätigt werden, die durch dem Netze überlagerte Ströme höherer Frequenzen ferngesteuert werden. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Wechselvorrichtungen entweder alternativ einschaltbare Gangregler verschiedener Eigenschwingungszahl oder alternativ einschaltbare Schaltwalzenkränze verschiedener Kontaktzahl oder ein Wechselgetriebe mit alternativ einschaltbaren Übersetzungen verwendet werden. 7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schauzeichen vorgesehen wird, um anzugeben, welche der Wechselvorrichtungen eingeschaltet ist. ä. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die benötigten Überlaggerungsströme verschiedener Frequenzen einem gemeinsamen Generator mit geregelter Drehzahl entnommen werden, der gegebenenfalls zugleich auch Ströme anderer Frequenz zur Steuerung von Mehrfachtarifzählern, Treppenhaus-und Straßenbeleuchtungsschaltern, zur Synchronisierung von Zeitmessern usw. liefert.