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.Anordnung zur Ferneinschaltung mehrerer Verbraucher zu verschiedenen
Zeitpunkten über eine gemeinsame Fernleitung, insbesondere über die Energieversorgungsleitung
Bei der Überlagerungsfernsteuerung werden einem Starkstromnetz tonfrequente Ströme
aufgedrückt, auf die bei den Empfängern entsprechend abgestimrAte Resonanzrelais
ansprechen. Diese Relais bestehen meist aus einem Elektromagneten mit abgestimmtem
Stromkreis und aus einer oder zwei von dem Magneten in Schwingungen versetzten Zungen,
in deren Weg ein als mechanischer Kraftspeicher wirkender Hammer ragt, der über
eine Klinke und ein Klinkenrad eine Schaltwelle antreibt. Für Ein- und Ausschaltungen
hat das Relais zwei verschieden abgestimmte Zungen, zwie Hämmer und zwei Klinkwerke,
deren Räder unterbrochene und gegeneinander versetzte Verzahnungen haben, so daß
jede Zunge die Schaltwelle nur in eine bestimmte Stellung bringen kann, gleichgültig,
wie lang der betreffende Steuerstrom überlagert wird.
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Solche Empfangsrelais sind einfach und betriebssicher. Da sie kein
Laufwerk enthalten, können sie auch klein und billig gebaut werden. Schwierigkeiten
ergeben sich aber, wenn eine Vielzahl von Steuerakten ausgeführt werden soll, weil
man dann für jeden Steuerakt eine besondere Frequenz braucht.
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Nun sind aber moderne Starkstromnetze miteinander mehrfach vermascht,
sind durch Transformatoren galvanisch getrennt und durch andere Transformatoren
mit Fernleitungen oder Nachbarnetzen gekoppelt: Ein sicherer Fernsteuerbetrieb-verlangt,
daß die Überlagerungsenergie durch die das Netz unterteilenden Transformatoren hindurchgeht,
nicht aber in Fernleitungen und Nachbarnetze abwandert. Man braucht deshalb für
die eine Transformatorart Überbrückungskreise, die die Uberlagerungsfrequenz gut
durchlassen, und für die andere Transförmatorart Sperrkreise, die sie nicht durchlassen.
Diese Kreise müssen, wenn sie richtig arbeiten sollen, auf die jeweilige Steuerfrequenz
fernabgestimmt werden. Dies ist umständlich und teuer. Es wäre wünschenswert, mit
fest abgestimmten Kreisen arbeiten zu können. Man müßte sich aber dann mit einigen
wenigen, beispielsweise drei Frequenzen für sämtliche Fernsteuerarten behelfen,
und die Frequenzen müßten so eng beieinander liegen, daß sie praktisch in den Scheitel
der Resonanzkurve dieser Kreise fallen. Es kommt also darauf an, mit Steuerfrequenzen
möglichst zu sparen.
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Die Erfindung bringt hier eine vorteilhafte Lösung, und zwar für den
Fall, daß zu von der Zentrale aus frei wählbaren Zeiten bestimmte Verbraucher, z.
B. landwirtschaftlicheFutterkocher, eingeschaltet werden können, und zwar derart,
daß die Verbraucher nicht alle auf einmal, sondern gestaffelt eingeschaltet werden,
um Überlastungen der Zentrale zu verhüten. Dieses gestaffelte Einschalten zu frei
wählbaren Zeiten, also auch in frei wählbaren Zeitabständen, ist nicht zu verwechseln
mit dem bekannten kurzzeitig gestaffelten Einschalten einer Mehrzahl von Verbrauchern,
das lediglich zur Vermeidung hoher Einschaltstromspitzen gestaffelt geschieht und
mit Schaltuhren durchgeführt wird.
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Im allgemeinen würde man für die Durchführung eines solchen Schaltplanes-
viele Steuerfrequenzen benötigen. Die Erfindung zeigt einen Weg, wie man mit einer
einzigen Steuerfrequenz auskommt. Man benötigt allerdings ein Laufwerk für das Empfangsgerät,
aber dieses kann wohlfeil ausgeführt werden, da an seine Ganggenauigkeit; wie sich
im folgenden zeigen wird, keine Ansprüche gestellt zu werden brauchen.
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Erfindungsgemäß ist eine Anordnung zur FerneinschaItung mehrerer zu
verschiedenen Zeitpunkten über eine gemeinsame Fernleitung, insbesondere über die
Energieversorgungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß hierzu bei den Verbrauchern
-angeordnete, über die Fernleitung durch denselben Steuerbefehl gleichzeitig . in
- Gang 'setzbare Zeitschaltwerke mit untereinander verschiedener Einschaltwartezeit
die Verbraucher einschalten und nach Ablauf einer einstellbaren Arbeitszeit .selbsttätig
ausschalten. Besonders vorteilhaft ist es, dieses Schaltgerät so auszubilden, daß
in der Wirkverbindung zwischen Zeitwerk und Schalter -ein-die Wirkverbindung sperrendes,
vom Abnehmer entriegelbares Sperrglied angeordnet ist, das am Ende. der einstellbaren
Arbeitszeit
selbsttätig in seine Sperrstellung zurückkehrt. Zum
Festlegen der Wartezeit kann das Schaltgerät beispielsweise eine Steuerscheibe haben,
mit der eine gewisse Wartezeit einstellbar ist und nach deren Ablauf die Einschaltung
des Arbeitsgerätes beim Abnehmer-erfolgt. Die betreffenden Einstellorgane für diese
Wartezeit sind nur für das Personal der Zentrale zugänglich, liegen also unter Plombenverschluß.
Das Schaltgerät nach der Erfindung ermöglicht es also, durch Senden einer einzigen
Frequenz die einzelnen Verbraucher gestaffelt nacheinander einzuschalten, und man
spart dadurch Frequenzen, die für andere Steuervorgänge verwendet werden können.
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Ein zusätzlicher Vorteil des Schaltgerätes nach der Erfindung ist
es, daß die Dauer der Einschaltzeit der Arbeitsgeräte vom Abnehmer selbst, ganz
nach seinem Belieben, festgelegt werden kann. Die hierfür dienenden Einstellmittel
am Schaltgerät, z. B. zum Festlegen einer Kochzeit od. dgl., sind dem Abnehmer zugänglich.
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Um mit einfachen Worten die Bedeutung der Erfindung zu - kennzeichnen,
sei folgendes angeführt: Ein nicht genau laufendes Zeitwerk würde, als Uhr verwendet,
nach einigen Tagen erhebliche Abweichungen von der Sollanzeige haben. Wird aber
ein solches Laufwerk, wie beschrieben, jeweils erst zu einem bestimmten Zeitpunkt,
der genau festliegt, in Gang gesetzt und läuft es dann nur z. B. eine oder zwei
Stunden, dann sind die Zeitabweichungen gering. Von dieser Maßnahme macht die Erfindung
Gebrauch. Ein Fernsteuerimpuls setzt ein eingestelltes Zeitwerk etwa um 5 Uhr in
Gang. Das Zeitwerk führt dann um 1/z6 Uhr und um 6 Uhr eine Schaltung aus. Auch
wenn es nicht genau geht, sind die Abweichungen von den angegebenen Zeitpunkten
praktisch unerheblich, namentlich wenn es sich um die Schaltung von Futterkochern
in der Landwirtschaft od. dgl. handelt.
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Würde man aber diese Schaltakte nur durch Fernsteuerakte vollziehen,
dann müßte einmal um 1/z6 Uhr, das andere Mal um 6 Uhr ferngesteuert werden. Um
die beiden Fernsteuerakte auseinanderzuhalten oder um zu verhüten, daß der nur auf
einfache Impulse ansprechende Empfänger in Unordnung gerät, müßte man entweder mit
zwei verschiedenen Frequenzen oder mit verschlüsselten Impulsen arbeiten. Im ersten
Falle würden sich hinsichtlich der verschiedenen Frequenzen die in der Beschreibungseinleitung
geschilderten Schwierigkeiten ergeben, im anderen Falle würden durch Verschlüsselung
der Impulse das Sende-und die Empfangsgeräte verteuert werden.
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Würde man aber ohne Fernsteuerung, also nur mit Zeitwerk arbeiten,
dann würde im Laufe der Zeit ein wohlfeiles Zeitwerk untragbar große Abweichungen
ergeben, oder man müßte ein genau gehendes, teueres Zeitwerk, das stets einer gewissen
Wartung bedarf, verwenden.
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Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Beispiels
näher erläutert (Fig. 1 und 2). Durch Z ist eine Zentrale angedeutet, die ein mit
N bezeichnetes Netz speist und für Fernsteuerzwecke überlagert. Durch A ist ein
Arbeitsgerät beim Abnehmer angedeutet, das über einen Schalter S (rechts oben in
der Zeichnung) mit den Anschlußklemmen d, b eingeschaltet werden kann. Die
Leitungsverbindung der Klemmen d, b ist in der Zeichnung der Übersichtlichkeit
halber weggelassen. Der Schalter S wird von einem Hebel 1 gesteuert, dessen Bewegung
in der einen Richtung durch einen Anschlag 2 begrenzt ist und der durch eine Klinke
3 in der gezeichneten Lage gesperrt werden kann. Er betätigt gleichzeitig mit dem
Schalter S über einen Isolierteil 4 einen Hilfsschalter 5.
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Der Hebel 1 ist gemeinsam mit einem weiteren Hebel 6 auf einer Welle
7 gelagert, und zwar der Hebel 1 fest, der Hebel 6 dagegen lose. Der Hebel 6 steht-
unter def'Einwirkung einer Feder B. Außerdem sind die beiden Hebel 1 und 6 noch
durch eine Feder 9 miteinander verbunden, die einen Fortsatz 10 des Hebels 6 dem
Hebel 1 zu nähern sucht. Das linke Ende des Hebels 6 berührt eine Klinke 11 und
hindert diese, dem Zug ihrer Feder 110 bis zum Anschlag 111 zu folgen. Wird der
linke Arm des Hebels 6, wie noch gezeigt wird, herabgedrückt, so rastet er hinter
die Nase 112 der Klinke 11 ein und wird hier festgehalten. Gleichzeitig folgt dabei
die Klinke 11 der Feder 110 bis zum Anschlag 111, womit das fingerartige freie Ende
der Klinke 11 etwas nach rechts rückt.
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-Die Klinke 3 wird durch eine Steuerscheibe 12, die in der Fig.2 nochmals
in größerem Maßstab dargestellt ist, die Klinke 11 durch eine Steuerscheibe 13 (Fig.
2) gesteuert. Die beiden Steuerscheiben 12 und 13 sitzen mit Reibung, also verdrehbar,
auf einer Welle 14. Außerdem ist auf der Welle 14 fest eine Skalenscheibe 15 angebracht.
Eine Feder 16 sucht die Welle 14 bis zum Anliegen des Fingers 17 an einem Anschlag
18 zu drehen; im entgegengesetzten, -durch einen Pfeil angedeuteten Drehsinn kann
die Welle 14 von einem Synchronkleinmotor 19 über ein Vorgelege angetrieben werden.
Eine Achse 20 des Vorgeleges ist an einem um eine andere Achse 21 dieses Vorgeleges
schwenkbaren, unter der Einwirkung einer Feder 22 stehenden Arm 23 gelagert, -so
daß durch Schwenken des Armes 23 die Welle 14 vom Motor 19 entkuppelt werden kann.
Mit 24 ist ein Druckknopf angedeutet, mit dem die Hebel 23 und 6 nach unten gedrückt
werden können.
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Der Kleinmotor 19 liegt über einem Schalter 25 am Netz N. Dieser Schalter
kann durch den Hilfsschalter 5 überbrückt werden. Am Netz liegt ferner über einen
Kondensator 26 ein Elektromagnet 27 eines Resonanzrelais mit abgestimmter Zunge
28, die mit Hilfe eines nur über einen Teil seines Umfangs verzahnten Steigrades
29 mit Bremse 30 eine Schaltwelle 31 im Pfeilsinne drehen kann.
Auf dieser Schaltwelle sitzen eine Nockenscheibe 32 zur Betätigung des Schalters
25 und ein Arm 33, der in den Weg eines auf der Welle 7 sitzenden Armes 34 ragt.
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Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Zunächst wird das Schaltgerät
von dem Abnehmer, der das Arbeitsgerät A in Betrieb nehmen will, vorbereitet, indem
er den Druckknopf 24 kurzzeitig niederdrückt. Dadurch wird zunächst einmal mittels
des Hebels 23 die Welle 14 ausgekuppelt, und die Feder 16 verbringt
die auf dieser Welle sitzenden Teile in die Ausgangsstellung der Fig.2. Ferner wird
dadurch der Hebel 6 im Pfeilsinne geschwenkt, so daß er unter Nase 112 der
Klinke 11 einrasten kann. Beim Loslassen des Druckknopfes nimmt der Hebel
23 wieder seine gezeichnete Lage ein und kuppelt dabei die Welle
14 wieder mit dem Motor 19. Nur der Hebel 6
bleibt eingeklinkt.
Die Klinke 11 ist dabei mit ihrem Fingerende in den Nockenbereich der Scheibe
13 gerückt.
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Angenommen, die so in ihre Ausgangsstellung gebrachte Scheibe 15 ist,
wie in Fig. 2 dargestellt, auf keine Wartezeit eingestellt (Marke Ml über 0), und
es wird nun die Eigenfrequenz der Zunge 28 dem Netz N von der. Zentrale überlagert,
dann schaltet die schwingende Zunge die Schaltwelle 31 in der Pfeilrichtung,
so
daß die Nockenscheibe 32 den Schalter 25 schließt, der den Motor 19 an Spannung
legt. Gleich darauf rückt die Scheibe 12 die Klinke 3 aus, so daß der Hebel 1 im
Pfeilsinne ausschwingt und hierdurch die Schalter S und 5 schließt. Der Schalter
S legt das Arbeitsgerät A an das Netz, der Schalter 5 überbrückt den Schalter 25.
Gleichzeitig wird bei der Schwenkung des Hebels 1 über die Welle 7 mittels des Armes
34 der Arm 33 in die gezeichnete Lage zurückgebracht und dadurch der Schalter 25
geöffnet. Da dieser aber durch den Schalter 5 überbrückt ist, bleibt der Motor 19
eingeschaltet.
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Nach Ablauf der Arbeitszeit, z. B. der Kochzeit, rückt die Scheibe
13 die Klinke 11 aus, und der Hebel 6 schwingt entgegen der Pfeilrichtung in die
gezeichnete Lage und nimmt dabei den Hebel 1 in die gezeichnete Lage mit, in der
er wieder durch die Klinke 3 verriegelt ist. Dadurch werden die Schalter S und 5
wieder geöffnet, das Arbeitsgerät A wird abgeschaltet und der Motor 19 stillgesetzt.
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Solange der Druckknopf 24 nicht erneut betätigt wird, wird auch bei
Überlagerung der Eigenfrequenz der Zunge 28 der Schalter S nicht mehr geschlossen,
da der Fortsatz 10 des Hebels 6 eine Schwenkung des Hebels 1 im Pfeilsinne verhütet.
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Bei der vorstehenden Erläuterung war, wie erwähnt, angenommen, daß
die Marke M (Fig. 2) auf 0 steht, also das Arbeitsgerät A beim Ankommen des ferngesendeten
Impulses unverzüglich eingeschaltet wird. Soll sich dagegen das Arbeitsgerät A erst
nach Ablauf einer Wartezeit einschalten, so muß diese Wartezeit vom Personal der
Zentrale, z. B, des Elektrizitätswerkes, am Schaltgerät eingestellt werden. Dies
geschieht nach Öffnen des Gerätgehäuses durch Verstellen des Anschlages 18 im Pfeilsinne
auf der Scheibe 15 mit Hilfe der Marke M. Die Arbeitszeit, z. B. Kochzeit, des Arbeitsgerätes
A dagegen wird auch in diesem Falle vom Abnehmer selbst beliebig festgelegt, und
zwar durch Verdrehen der Scheibe 13, die z. B. in bekannter Weise über eine selbsttätig
sich ausrückende Kupplung mit einem aus dem Gehäuse herausgeführten Knopf verbunden
sein kann. Dieser Knopf kann gleichzeitig den Druckknopf 24 bilden.