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Fernsteuerempfänger
Die Erfindung betrifft einen Fernsteuerempfänger für tonfrequente Netzüberlagerungsfernsteueranlagen nach dem Impulsintervallprinzip mit einem elektrisch und mechanisch auf die Fernsteuerfrequenz abgestimmten Relais mit Schwingzunge, das einen Bügel steuert, der einerseits den Speisestromkreis eines Synchronmotors, auf dessen Achse den einzelnen Steuerbefehlen zugeordnete Schaltarme angeordnet sind, kurzzeitig schliesst und anderseits die Schalthebel von den Schaltarmen zugeordneten Schaltern vorübergehend in die Bewegungsbahn der Schaltarme bringt, wobei der Synchronmotor während eines Umlaufes dauernd an Spannung liegt.
Empfänger dieser Art enthalten bekanntlich drei wesentliche Elemente : eine auf die Fernsteuerfrequenz ansprechende Vorrichtung ; einen Synchronmotor, der eine Welle antreibt, die einerseits Arme trägt, welche auf die Schalter der zu steuernden Stromkreise einwirken, und anderseits eine Nocke, wel- ehe die Stromversorgung des Synchronmotors für die Dauer einer vollständigen Umdrehung der Steuerwelle aufrechterhält ; schliesslich eine Hilfseinrichtung, die von der auf die Steuerfrequenz ansprechenden Vorrichtung betätigt wird, einerseits den Synchronmotor anlaufen lässt und anderseits die vom Synchronmotor bewegten Arme vorübergehend mit den Steuerschaltern in Verbindung bringt.
Der erste ImpulsAnlaufimpuls) veranlasst durch die Wirkung der auf die Fernsteuerfrequenz ansprechenden Vorrichtung und die darauffolgende Betätigung der Hilfseinrichtung, dass der Synchronmotor anlauft. Der zweite Impuls (Ausführungsimpuls) bewirkt in gleicher Weise die Ausführung des Befehls (Schlie- ssen oder Öffnen des Schalters), allerdings unter der Bedingung, dass dieser Impuls in einem Augenblick empfangen wird, in dem einer der Arme, die von der vom Synchronmotor angetriebenen Welle getragen werden, sich in einer genau bestimmten Stellung befindet.
Unter den Empfängern dieser Art bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung, bei der die auf die entsprechende Steuerfrequenz ansprechende Vorrichtung durch ein Schwingzungenrelais mit elektromechanischer Resonanz gebildet wird. Bei solchen Empfängern wurde bisher das Schwingzungenrelais zum Steuern eines Kontaktes verwendet, mit welchem ein Elektromagnet (oder eine äquivalente Vorrichtung) erregt wurde, wodurch dann die Betätigung der Hilfseinrichtung des Empfängers ausgelöst wurde.
Erfindungsgemäss versetzt die Schwingzunge des Relais eine Welle in Drehung, auf welcher der Satellit eines Differentialgetriebes aufgekeilt ist, dessen erstes Planetenrad fest mit einem Klinkenrad verbunden ist, mit dem eine Klinke in der Ruhelage des Bügels in Eingriff steht, wogegen das zweite Planetenrad fest mit einer Welle verbunden ist, die einen Anschlag trägt, der die Entriegelung des Bügels bewirkt, wobei dieses zweite Planetenrad durch die Kraftwirkung einer Feder eine definierte Ruhelage besitzt.
Gemäss einem weiteren Erfindungsmerkmal steht ein Winkelhebel, der einerseits mit dem Bügel und anderseits mit einem Hebel zusammenwirkt, mit einer Platte zur Steuerung deren Bewegung in Eingriff, während die Platte mit einem Finger versehen ist, der auf die Klinke zur Blockierung des Klinkenrades einwirkt, wenn der Bügel sich in der Ruhelage befindet, wobei der Hebel sich unter der Wirkung einer Feder ständig an eine Kurvenscheibe anlegt, die auf einer vom Synchronmotor angetriebenen Welle aufgekeilt ist.
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erfällt der Finger 26 wieder in die Ausnehmung dieser Kurvenscheibe ein, wcdurch die Kontakte 29,29' wieder geöffnet werden und der Synchronmotor 1 angehalten wird.
Wenn der Arm 33 von der Scheibe 32 angetrieben wird, läuft er am Ende des Hebels 34 vorbei, welcher um die Achse 21 geschwenkt werden kann. Wenn in dem Augenblick, wo der Arm 33 am Ende des Hebels 34 vorbeiläuft, der Bügel 20 in Richtung des Pfeils F2 verschwenkt wird, erfasst sein unterer Teil den Hebel 34 so, dass dessen Ende in die Bewegungsbahn des Armes 33 geschwenkt wird. Dieser Arm er- eif : dann den Hebel 34, welcher sich weiter um die Achse 21 um einen Winkel verschwenkt, der aus- t-eiht, dass seine Nase 34'einen (nicht dargestellten) Schalter eines Steuerstromkreises betätigt. Diese an sich bekannte Anordnung (oder andere äquivalente Anordnungen) bilden keinen Teil der Erfindung, weshalb sie hier nicht näher erläutert werden.
Der Winkelhebel 11 wird von dem Hebel 5 angetrieben, welcher in eine Gabel 11'am unteren Ende des Hebels 11 eingreift. Dieser Hebel 11 kann um einen Schulterstift 12 geschwenkt werden, der am oberen Ende des Bügels 20 angebracht ist. Der Hebel 11 ist mit einem Finger 13 versehen, der eine um eine Achse 15 schwenkbar gelagerte Platte 14 bewegen kann. Die Platte 14 trägt einen Stift 16, welcher an der Klinke 61 anliegt. Der erfindungsgemässe Fernsteuerempfänger besitzt folgende Wirkungsweise :
Die verschiedenen Teile des Empfängers sind in der Zeichnung in der Lage gezeigt, welche sie in der Ruhestellung des Empfängers einnehmen. Der Empfänger ist dann zum Empfang des ersten Impulses (Anlaufimpuls) bereit. Die Klinke 61 blockiert das Klinkenrad 60, und der Stift 66 liegt in der Kerbe 69 des Hebels 70.
Der Finger 4 des Hebels 5 steht auf dem Scheitel eines Zahns der Kurvenscheibe 30, und die Feder 22 drückt den Bügel 20 gegen die Nase 70'des Hebels 70. Wenn der erste Impuls mit der Fernsteuerfrequenz an die Leitungen A, B gelegt wird, beginnt die Zunge 51 des elektromechanischen Resonanzrelais zu schwingen, wobei sie über ihre Klinke 52 das Rad 53 in Richtung des Pfeils F antreibt. Diese Drshbewegung wird über die Welle 54 und das Kardangelenk 55 auf die Welle 56 übertragen, die den Satellten 58 des Differentialgetriebes 57 antreibt. Da das Planetenrad 59 durch den Eingriff der Sperrklinke 61 mit dem Klinkenrad 60 blockiert ist, versetzt der Satellit 58 das andere Planetenrad 62 in Drehung, woauren die Platte 65 in Richtung des Pfeils F'verdreht wird. Dabei spannt sich die Feder 63.
Nach einer bolnon Urndrehung schiebt die Platte 65 dej Stift 66 zurück, welcher aus der Kerbe 69 des Hebels 70 ausait. Hach der Freigabe verschwenkt sich dieser Hebel um die Welle 71 infolge des Druckes, welcher der "c-a r'cr Feder 22 belastete Bügel 20 auf seine Nase 70'ausübt. Der Bügel 20 verdreht sich um seine
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;ton. Die minlre 61 folgt infolge ihrer eigenen Elastizität dem Finger 16 und gibt das Klinkenrad 60 frei, so dass das Planetenrad 59 entsperrt wird. Unter der Wirkung der Feder 63 dreht sich dann das Planetenrad 62 entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils F', so dass die Platte 65 in ihre Ausgangslage zurückge- bracht wird.
Die Wirkung des Resonanzrelais hat dann keinen Einfluss auf die andern Teile des Empfängers mehr,
2) Beim Anlaufen veranlasst der Bügel 20 mittels seines Fingers 23 das Schliessen der Kontakte 29, 29',
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nsss de ? B'.'nchronmotor l3) Der Bilgel 20 bringt das Ende des Hebels 34 in die Bewegungsbahn des Armes 33.
Infolge der beschriebenenAnordnungen ist die von demSchwingzungenrelais aufzuwendende Leistung sehr gering, da sie nur den Stift 66 aus der Kerbe 69 des Hebels 70 herausbewegen muss.
Infolge der Drehbewegung der Kurvenscheibe 30 fällt dann der Finger 4 des Hebels 5 in die erste Kerbe dieser Kurvenscheibe. Der Hebel 5 und die Feder 22 drehen sich in Richtung des Pfeils F und der durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Feder belastete Bügel 20 folgt der Feder 22, wobei er sich gegen die Richtung des Pfeils F bewegt, so dass sein oberes Ende wieder hinter die Nase 70'des Hebels 70 eingreift. Der Winkelhebel 11 verschwenkt sich so, dass sein Finger 13 in der Darstellung nach vorne verschwenkt wird, und die Klinke 61 bleibt ausser Eingriff mit dem Klinkenrad 60. Da schliesslich der Hebel 34 vom Bügel 20 nicht mehr vorgeschoben wird, entfernt sich sein Ende aus der Bewegungsbahn. des Armes 33.
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Der zweite Impuls mit der Fernsteuenrequenz (Ausführungsimpuls wird auf die Leiter A, B zu einem Zeitpunkt gegeben, wo der Finger 4 des Hebels 5 auf dem Scheitel eines Zahnes der Kurvenscheibe 30 steht. Dann wiederholt sich der vorstehend beschriebene Vorgang. Dabei bringt insbesondere der Bügel 20 das Ende des Hebels 34 in die Bewegungsbahn des Armes 33. Wenn das Zeitintervall, welches die beiden Fernsteuerimpulse trennt, der Zeit entspricht, die notwendig : st, damit der Arm 33 der vom Motor 1 an-
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Das Zeitintervall, welches den Anlaufimpuls vom ersten Ausführungsimpuls trennt, unterscheidet sich von dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ausführungsimpulsen und dem Vielfachen dieses Zeitintervalls. Dieses bekannte Fernsteuerverfahren ermöglicht die Ausführung von Empfängern, welche auf Impulse nicht ansprechen, die auf den ersten empfangenen Impuls folgen, wenn dieser erste Impuls kein Anlaufimpuls, sondern ein Ausführungsimpuls war.
Die zuvor beschriebenen Anordnungen des erfindungsgemässen Empfängers ermöglichen es, dass dieser auf Impulse, welche dem ersten empfangenen Impuls folgen, nicht anspricht, wenn der erste Impuls kein Anlaufimpuls war. In diesem Fall lässt der erste empfangene Impuls den Empfänger in der oben beschriebenen Weise anlaufen, jedoch der zweite Impuls wird dann empfangen, wenn der Finger 4 des Hebels 5 sich noch in einer Kerbe der Kurvenscheibe 30 befindet. In dieser Stellung hat der Hebel 5 den Finger 13 des Winkelhebels 11 in der Zeichnung nach vorne bewegt, wobei sich der Winkelhebel 11 um den Schulterstift 12 verschwenkt, der sich im oberen Teil des Bügels 20 befindet. Dieser Bügel wird festgehalten, da er von der Feder 22 gegen die Nase 70'des Hebels 70 gedrückt wird.
Wie bereits erläutert, wird jedesmal dann, wenn der Finger 13 in der Zeichnung nach vorn geschoben wird, die Klinke 61 das Klinkenrad 60 nicht mehr blockieren, so dass der zweite Impuls, welcher die Schwingzunge 52 in Schwingung versetzt und die Wellen 54 und 56 antreibt, keine Bewegung des Planeten-Rades 62 des Differentialetriebes 57 (und damit der Platte 65) hervorruft, da das Planetenrad 59 entsperrt ist.
In Fig. 2 ist eine Anordnung dargestellt, welche mit der Schwingzunge 51 des Resonanzrelais des Fernsteuerungsempfängers, sowie mit dem Klinkenrad 53 und der Welle 54 zusammenwirkt, um den Empfänger gegen Gtörspannungen unempfindlich zu machen, deren Frequenz entweder gleich der Resonanzfrequenz des Relais ist oder dieser Frequenz sehr benachbart'ist, und welche z. B. bei einer plötzlichen Änderung des Zustandes der Verbraucher des Netzes (Öffnen oder Schliessen eines Schalters, Einschalten
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dämpft werden, können ihre ersten Schwingungen eine so starke Amplitude haben, dass sie das Resonanzrelais für einen ausreichenden Zeitraum betätigen, um eine unerwünschte Fernsteuerung auszulösen.
In Fig. 2 haben die Bezugszeichen 51 - 54 die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1. Mit 41 ist eine zwei-
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der Fernsteuerfrequenz unterscheidet. Das freie Ende dieser Schwingzunge ist mit einer Klinke 42 versehen, welche das frei beweglich auf der Welle 54 gelagerte Rad 43 in Drehung versetzt, sobald die Zm- ge 41 schwingt. Die beiden Lamellen 41 und 51 stehen unter dem Einfluss des gleichen Magnetkreises, welcher in bekannter Weise eine Erregungswicklung trägt, die in Serie mit dem Kondensator liegt, wo-
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steuerstromes abgestimmt ist.
Am Rad 43 ist mit ihrem einen Ende eine Schraubenfeder 44 befestigt, deren anderes Ende an einem festen Punkt des Gehäuses des Empfängers befestigt ist. Wenn das Rad 43 nicht durch Schwingungen der Zunge 41 angetrieben wird, ist die Feder 44 entspannt und übt kein Bremsmoment auf die Welle 54 aus.
Beim Empfang eines Signals mit der Frequenz des Fernsteuerstroms, gerät die Schwingzunge 51 in Resonanz und versetzt mittels ihrer Klinke 52 das Rad 53 in Drehung, welches die Welle 54 antreibt. Dagegen schwingt die Lamelle 41 nur sehr schwach, so dass sie praktisch keine Wirkung auf das Rad 43 aus- übt.
Wenn dagegen eine Störspannung, deren Frequenz gleich oder benachbart der Fernsteuerfrequenz ist und deren erste Schwingungen eine sehr grosse Amplitude besitzen, auf die Klemmen des abgestimmten Schwingkreises des Resonanzrelais gegeben wird, beginnen die beiden Lamellen 41 und 51 gleichzeitig zu schwingen, so dass sie die Räder 43 und 53 antreiben. Sobald sich das Rad 43 um einen bestimmten Winkel gedreht hat, hat sich der Innendurchmesser der Feder 44 so verringert, dass diese die Welle 54 blockiert. Die Drehung der Welle 64 wird angehalten, und die Platte 65 kann den Stift 66 nicht mehr erreichen, so dass die Störspannung keine unzeitgemässe Betätigung der Fernsteuerung auslösenkann. Sobald die Störspannung verschwunden ist, bringt die Feder 63 das Planetenrad 62 und die damit fest verbundene Platte 65 in die Ruhestellung zurück.