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Fernsteuer-Empfänger nach dem Synchronwähler-Prinzip für tonfrequente Netzüberlagerungs-Zentralfernsteuer-Anlagen
DieErfindung betrifft einen Fernsteuer-Empfänger nach dem Synchronwähler-Prinzip für tonfrequente Netzübeilagenmgs-Zentralfemsteuer-Anlagen-sogenannte Rundsteuer-Anlagen-, bei dem über einen für die Steuer-Frequenz selektiven Eingangskreis und über ein diesem zugeordnetes Impulsrelais mittels eines Synchronwählers einem Start-Impuls zeitlich zugeordnete Befehls-Impulse über synchron zugeordnete Nockenkontakte und Kipprelais mittels Schalter zu Steueroperationen verarbeitet werden und bei dem zwecks Gewinnung eines Impulscode-Schlüssels eine Folge kombinatorisch verdrahteter Kontakte in den Haupt-Arbeitsstrompfad der Steuer-Impulse gelegt sind.
Rundsteuer-Anlagen dienen bekanntlich dazu, von einer Kommandostelle aus über das elektrische Energie-Verteilungsnetz Schaltbefehle an alle Verbraucherstellen zu senden-sei es zur Tarif-Umsteuerung von Zählern, sei es zur Ein- und Ausschaltung von Verbrauchern, z. B. Boilern, Öfen, Strassenbeleuchtung usw. oder zur Steuerung von Schaltern.
In bekannter Weise werden hiezu an der Kommandostelle von einem Sender tonfrequente Impulse auf das Netz gegeben. Die zu steuernden Stellen weisen Empfänger auf, die auf vorbestimmte Kommandos ansprechen und die vorgesehene Schaltfunktion durchführen. Unter den verschiedenen, bekannten Zentralfernsteuer-Systemen beruhen die gebräuchlichsten auf dem Zeitintervall-Verfahren, bei dem einem StartImpuls auf der Zeitachse eine Folge von Befehls-Impulsen zugeordnet ist, die im allgemeinen durch einen Synchronwähler als Geber erzeugt werden, der in bekannter Weise über eine Tonfrequenz-Sendeanlage auf das zu steuernde Energieübertragungsnetz arbeitet ;
die Empfänger sind im allgemeinen mit der Netzfrequenz synchron laufende Wähler, deren Wahlkontakte im Falle elektrischer Schalter oder deren Stellglieder im Falle mechanischer Schalter den Kontakten des Synchrongebers zugeordnet sind.
Im allgemeinen dienen die Empfänger der Auswertung sogenannter Direktbefehle, d. h., den ankommenden Steuer-Impulsen sind über den Hauptstrompfad des Empfängers die entsprechenden Steuerbefehle direkt zugeordnet ; zur Durchführung dieser Direktbefehle wird oft ein Impulsdiagramm verwendet, dessen Impulse nach sogenannten Doppelkommandos - E, A - geordnet sind.
Fig. l zeigt ein solches Doppelkommando-Diagramm, bei dem einem Start-Impuls so die Doppelkommandos 1, 2,3, 4...' nachgeordnet sind; innerhalb eines Doppelkommando-Intervalles entspricht der eine Impuls - E - der zugeordneten Schalteroperation"EIN"und der andere Impuls - A - der zugeordneten Schalteroperation "AUS" ; je Doppelkommando wird sinngemäss deshalb immer nur der eine Impuls - E - oder der andere Impuls - A - gesendet.
Die Zahl der Befehle des geschilderten Doppelkommando-Programmes ist naturgemäss begrenzt durch die Zahl der synchronen Stellungen bzw. die Zahl der aneinandergereihten Einzel-Impulse - so ist z. B. bei einem System, das mit 50 Einzel-Synchronstellungen arbeitet, die Zahl der'möglichen Doppelkommandos = 25, was für die hauptsächlichsten Steueraufgaben ausreicht ; Direktkommandos werden vorteilhaft insbesondere dort verwendet, wo den einzelnen Kommandos zahlreiche Steuerstellen zugeordnet sind, für die daher ein möglichst einfacher Normalempfänger erwünscht ist.
Oft wird aber von der Netzfernsteuerung auch die Lösung zahlreicher Sonderaufgaben gefordert, die vielfach die Zahl der zur Verfügung stehenden Doppelkommandos überschreiten, in welchen Fällen dann eine Erweiterung der Zahl der möglichen Befehle erwünscht ist, was durch das bekannte Kombinationbzw. Gruppenwahl-Verfahren möglich ist.
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Bei Kombinations- bzw.Gruppenwahl werden aus dem Diagramm eine Anzahl Einzel-Impulse herausgegriffen zur Bildung eines Codes aus der entsprechenden Elementenzahl ; bei n Elementen können dann 2n Kombinationen gebildet werden. Mittels Auswahleinrichtungen in den Empfängern können diese Codes ausgewertet und mit beigeordneten Schaltern zu Steueroperationen verarbeitet werden.
Es gibt sowohl bei Empfängern mit elektrischen Steuerschaltern als auch bei denjenigen mit rein mechanischen Steuerschaltern zahlreiche bekannte Einrichtungen bzw. Massnahmen zur Auswertung von Kombinations-Codegruppen zu einer Grosszahl von Steueroperationen.
Zum richtigen Überblick sei im nachfolgenden an Hand der Fig. 2 - 7 vorerst eine Übersicht über das Grundsätzliche zum Stande der bekannten Technik gegeben.
Fig. 4 zeigt das Schema eines Synchron-Empfängers mit elektrischen Schaltern mit einer beispielsweisen Schaltung zur Auswertung von Kombinationsimpuls-Gruppen : Der Empfänger besteht aus einem am Netz N angeschlossenen, für die Sendefrequenz selektiven Eingangskreis, der ein Impulsrelais R mit seinem Kontakt r betätigt. Es gibt verschiedene Ausführungen solcher Eingangskreise, darunter solche mit Verstärkerelementen, mechanischen Schwingzungen usw, Im Beispiel der Fig. 4 ist die Induktivität des Impulsrelais R gleichzeitig Element des selektiven Eingangskreises, indem sie mit einem Kondensator C zu einem auf die Sendefrequenz abgestimmten Serie kreis ausgebildet ist.
Bei Eintreffen des Start-Impulses So läuft in bekannter Weise der Synchronmotor S mit Hilfe eines Nockens n und eines zugeordneten Selbsthalte-Kontaktes s an und vollführt einen vollen Umlauf, wobei der Wählerarm w des Synchronwählers W die Kontäktsegmente der synchron zugeordneten Schaltrelais überstreicht-im Falle der Fig. 4 der Kipprelais KI, Kj , K j, KIy, 1, 2,... usw.
Der Haupt-Arbeitsstrompfad für die Steuer-Impulse 21-r-w-23-22-20 ist in der Figur stark ausgezogen ; bei Auswertung eines Direktbefehls-Doppelkommandoprogrammes gemäss Fig. l werden die den Kipprelais zugeordneten, in- Fig. 4 nach oben versetzt angedeuteten Schalter l, 2,... über den Haupt-Arheitsstrompfad direkt betätigt.
Verwendet man die vier ersten Doppelkommandos I, II, III und IV gemäss Fig. 2 zu einer Kombinationsgruppe, so können die entsprechenden Kipprelaisschalter unter sich derart verbunden werden, dass der Haupt-Arbeitsstrompfad beim Eintreffen des richtigen Codes an der Stelle 22-23 durchverbunden ist, wodurch eine beliebige Zahl nachgeordneter Kipprelais l, 2,... mit ihren Schaltern für die Steueroperationen freigegeben sind. Es ist ohne weiteres verständlich, dass beim Beispiel der Fig. 4 bzw. 2, 24 = 16mal die Zahl der diesen'Kombinationen zugeordneten Kipprelais an neuen Doppelkommandos gewonnen werden und man dabei anderseits an Direktbefehlen nur die vier zur Kombination verwendeten und die diesen zugeordneten verliert.
An sich ist es gleichgültig, an welcher Stelle die Serie. kontakt -Schaltung 22 - 23 in den HauptArbeitsstrompfad eingeschaltet wird. Lediglich, wenn die Schalterpartie 22-23-wie strichpunktiert angedeutet-an der Stelle 24- 25 in den Haupt-Arbeitsstrompfad der Steuerimpulse eingeschaltet wird, ist eine zusätzliche Massnahme erforderlich ; es muss dann nämlich die Kombinationskontaktfolge über
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achse a sitzenden Nockens Q und eines entsprechenden Nockenkontaktes q bewerkstelligt wird.
Um die Zahl der Einzelkombinationsimpulse bestmöglich ausschöpfen zu können, werden oft Wählerschaltungen, nach Art der in Fig. 5 dargestellten, verwendet, wobei der in Fig. 4 geschilderte Wähler durch den der Fig. 5 ersetzt werden soll und daher Darstellung und Bezeichnung sinngemäss gelten ; in Fig. 5 ist jedem Kontaktsegment ein Kipprelais zugeordnet, wobei die Kipprelaisspulen Si zwischen die Wählersegmente und den Pol 20 gelegt, während die Kipprelaisspulen So dagegen zwischen die Pole 20 und 21 gelegt sind.
Ein Beispiel eines einer solchen Anordnung zugehörenden Impulseodes ist in Fig. 3 dargestellt ; auf einen Start-Impuls so folgen die Gruppenintervalle gi, g :,... gg, wobei das Zeichen + "Impuls", das Zeichen 0 "kein Impuls" bedeutet ; beim Eintreffen der Kombinationsimpulse wird in ähnlicher Weise, wie an Hand der Fig. 4 beschrieben, eine auf bestimmte Weise verdrahtete Seriekontaktfolge aufgebaut die beim Eintreffen eines Codes gemäss Fig. 3, + 0 + + 0 + 0 + geschlossen wird, wodurch die nachfolgend zugeordneten Doppelkommandos 1, 2,... für die Durchführung von Steueroperationen freigegeben sind.
Wie ersichtlich, können auf diese Weise gegenüber Fig. 4 mit Hilfe von 4 Doppelkommandointervallen entsprechend 8 Einzel-Impulsen 28 = 256 Kombinationsgruppen gewonnen werden ; nach Verarbeitung der Kombinationsbefehle werden mittels der Kipprelaisspulen So sowie durch Schliessen des Kontaktes 0 die Kombinationsschalter in ihre Nullstellungen zurückgelegt und dabei der Nullstellungskontakt 0 durch ein Nullstellrelais oder eine Nocke betätigt.
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Es ist klar, dass bei Empfängern mit elektrischen Schaltern zahlreiche Einzelabwandlungen möglich sind. Das Wesentliche zu den Kombinationsempfängern dieser Type ist indessen durch die vorausgegangenen Ausführungen erfasst.
Bei Empfängern mit rein mechanischen Steuerschaltern wird grundsätzlich ähnlich vorgegangen ; das
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Haupt-Arbeitsstrompfad der Steuer-Impulse wieder stark ausgezogen ist, sowie Darstellung und Bezeich- nung der Schaltung mit Fig. 4 sinngemäss übereinstimmen.
Fig. 6 zeigt einen Fernsteuer-Empfänger, bei der in den Hauptstrompfad der Steuer-Impulse ein auf der Synchronwählerachse a montiertes Relais w eingeschaltet ist, das mit dem Synchronwähler W eine Umlaufsbewegung'ausführt ; beim Eintreffen von Steuer-Impulsen werden an der Peripherie des
Synchronwählers angeordnete Kipper K umgelegt und die beigeordneten Steuerkontakte F geschaltet.
Für die Auswertung von Impulskombinationen werden die Steuerschalter I, II, III, IV mit einem be- stimmten Verdrahtungsbild ausgerüstet, womit ein ähnlicher Seriekontaktweg 22-23 entsteht wie in Fig. 4 ; das Funktionieren der Einrichtung gemäss Fig. 6 ist denn auch an Hand der Ausführungen zu Fig. 4 ohne weiteres zu verstehen und braucht nicht mehr näher erläutert zu werden. Es ist lediglich zu ergänzen, dass im Falle der Fig. 6 während des Eintreffens der Gruppenimpulse der Hauptstrompfad mittels eines durch einen Nocken M gesteuerten Kontaktes m an das Schaltrelais w gelegt ist und der gleiche Nocken M anschliessend den Haupt-Arbeitsstrompfad über die Kombinationsschalterfolge 22-23 freigibt.
Empfänger nach dem in Fig. 6 dargestellten Grundprinzip mit rein mechanischen Steuerschaltern sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. So gibt es z. B. auch Empfänger, bei denen an Stelle des rotierenden Relais w ein Relais verwendet wird, das während des Umlaufes des Synchronwählers W beim Eintreffen von Steuer-Impulsen eine Axialbewegung der Wählerachse a bewirkt und damit die synchron zugeordneten Steuerelemente betätigt ; bei derartigen Empfängern wurde auch schon vorge- schlagen, an Stelle des Verdrahtungsbildes der Steuerschalter direkt die mechanische'Konstellation synchron zugeordneter Schalterelemente durch eine Axialbewegung des Wählersystems auf einen be- stimmten Code zu überprüfen, um bei Nichtübereinstimmung mit dem eingetroffenen Impulscode die
Ausführung bei nachfolgenden Steueroperationen zu sperren ;
auch bei diesem mechanischen Empfänger sind zahlreiche Konstruktionsvarianten bekannt, die sich indessen alle auf das oben erläuterte Grund- prinzip zurückführen lassen, das im wesentlichen darin besteht, dass eine, einer bestimmten Kombi- nationsgruppe entsprechende, mechanische Stellungs-Konstellation auf Übereinstimmung mit einer elektrischen oder mechanischen Codebild-Konstellation überprüft wird.
Fig. 7 zeigt noch das Schema einer in der Praxis häufig verwendeten Empfängereinrichtung, gemäss
Fig. 4, bei der in bekannter Weise die Wählerkontakte in einer Geraden angeordnet sind, während auf der Achse a des Synchronwählers jedem Kontakt ein Wählerarm in Form einer Nockenscheibe zugeordnet ist, die gegeneinander entsprechend der Wählerteilung und der Zuordnung einer gewünschten Kommando- nummer verstellt sind ; Darstellung und Bezeichnung der Fig. 7 entsprechen im übrigen der Fig. 4. Für die Funktionsweise gelten die gleichen Ausführungen wie dort, wobei selbstverständlich auch die Kipp- relais den Wählerkontakten im Sinne der Fig. 5 zugeordnet werden können.
Nach den Erläuterungen zu Fig. 4 und 5 ist bei-sinngemäss entsprechend Fig. 7 aufgebauten Emp- fängern zur Auswertung von Kombinationsbefehlen eine bunte Kombination von Relais und eine eben- solche verschiedenartige Schaltungstechnik in den Empfangsgeräten erforderlich ; ebenso werden insbe- sondere für Kombinationsgruppen mit grösserer Impulszahl verhältnismässig viele Relais benötigt, die das
Gerät räumlich und wirtschaftlich belasten.
Nach der Erfindung werden nun bei Fernsteuer-Empfängern nach dem Synchronwähler-Prinzip der eingangs beschriebenen Art für Rundsteuer-Anlagen die oben aufgezeigten Nachteile dadurch vermieden, dass für jeden der Impulskombinationsfolge zugeordneten Nockenkontakte ein auf einer zur Synchron- wählerachse parallelen, durch ein Relais im Rhythmus der empfangenen Impulse geschwenkten Hilfsachse drehbar gelagerter und mit dieser mittels Federn verbundener Finger vorgesehen ist, der eine bei gleich- zeitiger Betätigung des zugeordneten Nockenkontaktes den beweglichen Teil des jeweils betätigten
Nockenkontaktes verriegelnde Nase aufweist und-so das nachfolgende Öffnen des betreffenden Nocken- kontaktes verhindert..
Fig. 8 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Fernsteuer-Empfängers, dessen Aufbau und Schaltung sowie auch Bezeichnung genau der Fig. 7 entsprechen, so dass sich diesbezügliche
Erläuterungen erübrigen. Die Mittel, durch die in einem Empfänger gemäss Fig. 7 die Kipprelais für die
Auswertung von Kombinationsbefehlen eingespart sind, bestehen aus Fingern l, die drehbar auf einer zur Synchronwählerachse a parallel liegenden Hilfsachse h gelagert sind und die eine Nase b aufweisen,
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mittels welcher die Nockenkontakte kr, krr, krrr und kry üi einer bestimmten Lage blockiert werden können ;
für jeden Finger ist zur Rückstellung gegen einen Nullanschlag eine Rückstellarretierfeder f vorgesehen und ferner eine fest auf der Hilfsachse sitzende Doppelfeder F, welche die Drehbewegung der Hilfsachse h auf den Finger 1 überträgt und den Nockenkontakt arretiert, wenn im Moment der zugeordneten Synchronstellung des Nockens ein Impuls eintrifft bzw. die Hilfsachse h eine Drehung vollzieht ; die Drehbewegung der Hilfsachse h wird erzielt durch ein Impulsrelais G mittels eines Hebels H ; auf der Synchronwählerachse a ist weiter pro Nockenkontakt ein Nullstellungsnocken m vorgesehen, der nach einer bestimmten Drehung des Wählers die Nockenkontakte und deren Blockierfinger für die Nulllage freigibt.
Die Auswertung eines bestimmten Impulscodes erfolgt-wie bereits beschrieben-mittels eines Verdrahtungscodes der Nockenkontakte bzw. eines entsprechenden Kombinationsweges 22-23.
Prinzipiell kann selbstverständlich an Stelle des Impulsrelais G auch direkt das Resonanzrelais R zur Betätigung der Hilfsachse h herbeigezogen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Fernsteuer-Empfänger nach dem Synchronwähler-Prinzip für tonfrequente NetzüberlagerungsZentralfernsteuer-Anlagen - sogenannte Rundsteuer-Anlagen -, bei dem über einen für die SteuerFrequenz selektiven Eingangskreis und über ein diesem zugeordnetes Impulsrelais mittels eines Synchronwählers einem Start-Impuls zeitlich zugeordnete Befehls-Impulse über synchron zugeordnete Nockenkontakte und Kipprelais mittels Schalter zu Steueroperationen verarbeitet werden und bei dem zwecks Gewinnung eines Impulscode-Schlüssels eine Folge kombinatorisch verdrahteter Kontakte in den HauptArbeitsstrompfad der Steuer-Impulse gelegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden der Impulskombinationsfolge zugeordneten Nockenkontakte (lI-kII) ein auf einer zur Synchronwählerachse (a) parallelen,
durch ein Relais (G) im Rhythmus der empfangenen Impulse geschwenkten Hilfsachse (h) drehbar gelagerter und mit dieser mittels Federn (F) verbundener Finger (1) vorgesehen ist, der eine bei gleichzeitiger Betätigung des zugeordneten Nockenkontaktes (kj-kjjj) den beweglichen Teil des jeweils betätigten Nockenkontaktes verriegelnde Nase (b) aufweist und so das nachfolgende Öffnen des betreffenden Nockenkontaktes verhindert.