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Feinste_uereinrichtung zum Empfang von" durch _Impulszählen,-Impülszeiterioder
Kombination von beiden übertragenen Schaltbefehlen Es- ist bekannt, Fernsteuerbefehle
durch zwei entgegengesetzt gerichtete Sp,annurigsänderungen des vorhandenen Eriergieverteilungsnetzes
zu gelben in der Weise, daß jeder Schaltbefehl durch eine Zeitdauer gekennzeichnet
ist, die zwischen einer Senkung und einer darauffolgenden Hebung der Netzspannung
auf den Ausgangswert liegt: Die zur Aufnahme solcher Schaltbefehle bestimmte Empfangseinrichtung
besteht im wesentlichen aus einem Relais, das die Spannungsänderung und deren Richtung
erfaßt.und bei der- ersten Spannungsänderung- (Senkung) einen, Synehronmotorin Gang
setzt. -Dieser Synhronmotör verstellt ein bewegliches Glied, z. B. eine mit Xontaktstücken
besetzte. Stange.etwain oder Art,. wie bei einem Hebewähler. Während der Aufwärtsbewegung
dieser Stange wird-zu einem gegebenen Zeitpunkt die zweite ,Spannungsänderung- (Hebung)
vorgenommen und-da-durch-ein beweglicher Kontakt-an die Zahnstange angedrückt, so.
daß ein Stromkreis über -denjenigen,der auf der Stange angeordneten-Kontakte-geschlossen
wird, der sich gerade an dieser Stelle. befand. Eine solche Anordnung gewährleistt
keine völlige Sicherheit für die Ausführung eines Schaltbefehls, weil -nach, dem
Ingängsetzen-der'Empfangseinrichtung sehr- leicht eine zufällige Hebung der Netzspannung
vorkommen kann, die' einen Kontaktschluß und damit eine Betätigung bewirkt, obwohl
die dem _Schaltbefehl -zugeord--nete Auswahlzeit noch nicht abgelaufen ist: Eine
wesentlich größere Sicherheit gegen Fehlbetätigung erhält man, wenn man für je-.den
Schaltbefehl ein mechanisches Auswahlorgan vorsieht, das die- Aufnahme einer anderen
als der zugehörigen Impulsreihe gar nicht ermöglicht. Dies gbiinigt bei einer -Fern-.
steuereinrichtung -zum :Empfang von durch Impulszahlen, Impulszeiten oder Kombination
von beiden übertragenen Schaltbiefehlen mit einem bei Empfang des ersten -Impulses
in Gang gesetzten Synchronmotor, für die-Fernbetätigung von Straßenlampen; ' Wasserspeichern;
Mehrfachtarifzählern usw. durch die folgenden Merkmale: - a) Der Synchronmotor treibt
ein mechanisches - Auswahlorgan, vorzugsweise- eine Scheibe mit darauf angeordneten
Führungsbahnen an.
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b). In .den Führungsbahnen gleitet ein Stift; der durch- sie zu bestimmten.
Zeiten` in, bestimmte Stellung gebracht wird.
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c) Der Stift wird außerdem durch einen auf die- Impulse ansprechenden
Haltemägneten
verstellt derart, daß er nur bei Ankunft einer bestimmten,
der Form des Auswahlorgans zugeordneten Impulsfolge seine Betätigungstellung erreicht.
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Der durch das erste empfangene Stromreichen in Gang gesetzte Synchronmotor
legt' mit konstanter Geschwindigkeit einen festliegenden Weg zurück und wird danach
selbsttätig stillgesetzt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der Synchronmotor
von dem Netz gespeist, in dem die Impulse vorzugsweise durch Änderung der Netzspannung
übertragen werden.
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In den Abb. i bis 3 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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In Abb. i bezeichnet E den Kontakt eines nicht gezeichneten Empfangsrelais,.
das auf alle ankommenden Impulse anspricht. Für die Wirkungsweise der Anordnung
ist es nebensächlich, ob diese Impulse im Form von Arbeits- oder Ruhestrom, Gleichstrom
oder tonfrequentem Wechselstrom o. dgl. über die Leitung gegeben werden oder ob
die Impulse durch Erhöhung oder Absenkung der Netzspannung übertragen werden. Schließlich
kann das Empfangsrelais auch ein frequenzabhängiges Relais sein, das entgegengesetzte
Wirkungen auslöst, wenn -die Netzfrequenz bestimmte Werte über- oder unterschreitet.
M ist ein Synchronmotor, der eine Notenscheibe N sowie eine Scheibe S antreibt,
die. das erwähnte mechanische' Auswahlorgan darstelltr Die Scheibe S .ist auf der
Motorwelle einstellbar angeordnet. Die Nutenscheibe N arbeitet mit einem Kontaktsatz
K zusammen. Die Scheibe S enthält außer den dargestellten Führungen (Weichen) noch
einen Anschlag W, der an einem einstellbaren Mitnehmerhebel MH befestigt ist. Die
Einrichtung enthält außerdem einen Hebel H, der um den Punkt b drehbar und außerdem
in der gezeichneten Führung längs verschieb-,bar ist, wobei der Steuerkontakt SK
für den eigentlichen,Schaltvorgang betätigt wird. Der Hebel H wird in der gezeichneten
Ruhelage durch eine -Feder F gehalten. An seinem unteren Ende trägt der Hebel H
einen Führungsstift FS, der durch das gezeichnete mechanische Auswahlorgan in bestimmter
Weise bewegt wird und diese Bewegung auf den Hebel H überträgt. An .dem Hebel
H ist außerdem der Anker A für den Haltemagneten HNI befestigt.
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Wird nun ein Komnmahde übertragen, das beispielsweise aus zwei Impulsen
bestimmter Länge, besteht, so arbeitet die Einrichtung wiefolgt : Trifft
der erste Impuls ein, so wird das Empfangsrelais erregt und schließt seinen Kontakt
E, so daß über diesen und über den-Kontaktsatz K der Motor M eingeschaltet wird.
Der Motor läuft an, dreht die Nuten-Scheibe N um einen bestimmten Betrag aus der
gezeichneten Stellung, wodurch in dem Kontaktsatz Kein direkter Anschluü des Motors
an rdas Netz hergestellt wird. Der weitere Lauf des Motors M ist daher vollständig
unabhängig von den etwa noch eintreffenden Impulsen und nur abhängig von der -,6,.usbildung
bzw. der Umlaufzeit der Notenscheibe N. Der Motor wird nach einer vollen Umdrehung
abgeschaltet. Mit dem Motor dreht sich auch die Scheibe S einmal um. Dabei wind
er Führungsstift FS des Hebels H durch die gezeichnete Rippe R1 allmählich gegen
den äußeren Umfang der Scheibe bewegt und tritt durch den Schlitz Z aus dem Innern
der Scheibe heraus. Zu beachten ist nun, daß der Haltemagnet HM kurze Zeit nach
,dem Anlauf :des Motors über Aden mittleren Kontakt des Kontaktsatzes K erregt wurde.
Der Anker .A ist durch die Verschiebung des Hebels H in den Wirkungsbereich des
Magneten gekommen, so daü - der Hebel H in diesem Augenblick durch den Magneten
HIVI festgehalten wird, sofern der erste Impuls .in diesem Augenblick noch nicht
beendet ist, d. h., wenn der Kontakt E noch geschlossen ist. Wenn dieser Fall vorliegt,
so bleibt der Hebel angezogen und kann auch bei Weiterdrehung der Scheibe S in der
Pfeilrichtung nicht in den zweiten Schlitz z hinein-. gleiten. Ist nun die Anordnung
auf diesen. Impuls abgestimmt, so muü der Impuls in dem Augenblick beendet sein,
wenn der Führungstift FS bei Weiterdrehung der Scheibe über dem nächsten Schlitz
3 steht. Ist dies der Fall, dann hört in diesem Augenblick die Erregung des Haltemagneten
HM auf, der Hebel H wird durch die Feder F abgezogen, und -der Führungsstift
FS fällt in die Öffnung 3 der Scheibe S ein. Durch die an dieser Stelle angeordnete
Rippe R2 wird nun der Hebel wieder an den Magneten HM herangeführt, und es
muü bei richtiger Abstimmung der Anordnung der zweite Impuls eintreffen, bevor der
Führungsstift FS von der Rippe R. abgleitet. Durch den zweiten Impuls wird nun wiederum
der Magnet HM erregt und hält den Führungsstift FS an dem inneren Umfang
der Scheibe S. Hat nun der zweite Impuls die oder Anordnung zugeordnete Länge, dann
fällt der Schalthebel in dem Augenblick ab; in dem sich der Führungsstift FS über
dem Mitnehmerhebel MH befindet, so daß FS sich in den winkelförr-mi@gen Anschlag
W legt. Die richtige Kommandoauswahl ist somit dadurch erfolgt, daß der erste Impuls
die richtige Länge hatte, der zweite Impuls zur richtigen Zeit begann und ebenfalls
die vorgeschriebene Zeit andauerte. Nur wenn diese- Bedingungen erfüllt -sind, '
kann der im folgenden beschriebene Schaltvorgang
ausgeführt werden.
Sind nämlich die Bedingungen nicht erfüllt, :dann fällt der. Führungsstift FSentweder
bei dem Schlitz 2 oder nach Abgleiten von der Rippe R2 gegen die innere Begrenzung,derjSchebe
S und bleibt dort bis zur Vollendung einer Umdrehung wirkungslos liegen. Waren nun
aber die geschilderten Bedinglzngen erfüllt, dann wird durch den winkelförmigen
Anschlag W bei der Weiterdrehurig der Scheibe S der Führungsstift FS und damit der
Heibel H angehoben und der Schaltkontakt SK geschlossen. Während :dieser Verschiebung
in der Längsrichtung des Hebels wird durch die schräge Fläche SF an dem raurrifest
angeordneten Stift St der Hebel aus dem winkelförmigen Anschlag W .herausgedrückt,
so daß er nunmehr unter dem Einfuß .der Feder F steht und in die Ausgangslage an
:der inneren Begrenzung der Scherbe S -zurückgeführt wird. Der Schaltvorgang ist
rdamit beendet. Kurze Zeit danach wird auch der Motor wieder dadurch stillgesetzt,
daß ,der Fühler des Kontaktsatzes K in die Nutenschebe N einfällt und die ursprüngliche
Stellung wiederherstellt.
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Trifft im Gegensatz .zu der angegebenen Impulsfolge-ein Impuls von
längerer Dauer, beispielsweise zur Kennzeichnung einer Störung, rein, so bleibt
der Haltemagnet HM für die ganze Dauer des Impulses erregt. Der Hebel H bleibt angezogen,
und der Führungsstift FS liegt während einer vollen Umdrehung auf ider Außenseite
der Scheibe S. Eine Betätigung des. Schaltkontaktes SK kann demnach nicht erfolgen.
Im übrigen bleibt aber der Auswahl- und Schaltvorgang der gleiche.
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Die Einstellung auf die gewählten Impulslängen. erfolgt In dem betrachteten
Falle für den ersten Impuls durch Verdrehung -der Scheibe S auf der Motorwelle,
für den zweiten Impuls durch Verstellung :des .Mitnehmerhebels 1111H mit dem winkelförmigen
Anschlag W innerhalb der Scheibe S. Durch andere Ausbildung der Scheibe S sind auch
Ausführungen möglich, die mit einem oder mehr als zwei Impulsen bei- jedem Kommando
arbeiten. .
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Eine Ausführungsform dieser Art ist in Abh. -2 dargestellt, und zwar
erfolgt die Betätigung durch drei kurzzeitige Impulse von festliegendem Zeitabstand.
Die Bezeichnungen sind im wesentlichen dieselben wie bei Abb. i. Bezüglich der Betätigung
der Vorrichtung ist ein Unterschied insofern vorhanden, als der Haltemagnet
HM selbst als Empfangsrelais ausgebildet ist und ständig an der Spannung
liegt,. die für die Impulsgabe maßgeblich ist. In der Ruhelage befindet sch daher
der Hebel H nicht rin der gezeichneten Stellung:, sondern. in der durch- eine gestrichelte
Linie angedeuteten Stellung, in der er durch -den erregten- Haltemagneten
HM entgegen der Feder.F gehalten wird. Die Impulsgabe erfolgt etwa .durch
kurzzeitige Ab-senkung der Steuerspannung oder- der Netzspannun:g; durch
den ersten derartigen Impuls wird der Haltemagnet HM aberregt, so daß der Hebel
H durch die Feder F' abge,zo= gen wird und aus dem Wirkungsbereich des Magneten
HM gelangt. Auch nach Beendigung des Impulses, d. h: nach Wiederherstellung,
der vollen Erregung ,am Magneten NM, wird der Hebel H nicht mehr angezogen. In diesem
.Augenblick befindet sich der Hebel H in der gezeichneten Stellung, schließt mit
seinem unteren Ende den Kontakt K, und schaltet dadurch den Motor A 1
ein. Kurzre Zeit nach Anlauf -des Motors hat sich wegen der Ausbildung der Nütenscheirbe
N der Kontakt K2 geschlossen, so daß der Motor 11-f. nunmehr über. diesen Kontakt
Spannung erhält und eine volle Umdrehung vollführt. Dies geschieht vollkommen unabhängig
davon, ob der Kontakt-K, noch geschlossen bleibt. Bei fortschreitender Drehung der
Scheibe S wird nun der Führungsstift FS,durch die Rippe R1 wieder in den Wirkungsbereich
des: Magneten HM gebracht- und bleibt auch .dann angezogen, wenn an diesem
Stift die Lücke zwischen den beiden Rippen R, und R2 -vorbeigleitet. Der zweite
kurzzeitige Impuls muß nun bei vorschriftsmäßigem Arbeitender Einrichtung durch
Spannungsabsenkung in dem Augenblick erfolgen, in dem rder Führungsstift FS hinter
-der -Rippe R2 einfallen kann. Wird in 'diesem Augenblick die Erregung von,
HM
kurzzeitig- geschwächt; dann wird der Hebel H durch rdie Feder F wieder
abgezogen und legt sich an :die Außenseite der Rippe R2:: Wegen rder Ausbildung
der Rippe wird der _-ivieder Hebel Hauch dis den nach Wirkungsbereich Aufhören dieses
:des Impulses Magneten gebracht und von diesem festgehalten, auch dann, wenn die
Rippe R2 bereits von dem Führungsstift FS abgelaufen ist. Der dritte kurzzeitige
Impuls muß nun bei richtigem Arbeiten in dem Augenblick eintreffen, in dem der Führungsstift
FS in den winkelförmigen Anschlag W !einfallen kann. Ist dies der Fall, dann wird
in der gleichen Weise, wie bereits bei Abb: i beschrieben, -der Hebel H in
seiner Längsrichtung verschoiben und schließt dadurch den Schaltkontakt SK. Stimmen
dagegen die Zeitpunkte des Eintreffens der Impulse mit der Ausbildung des Weichensystems
und- seiner Umlaufgeschwindigkeit nicht überein, so fällt der Führungsstift FS durch
eine der dargestellten Offnun-@gen gegen die innere Begrenzung der Scheibe S und
bleibt Abis zur Vollendung einer Umdrehung - -wirkungslos. - Die - Umdrehung
kommt
dadurch zum Stillstand, daß-der Kontakt K2 an der Nutenscheibe N geöffnet wird.
Bei richtigem Arbeiten muß sich die Scheibe S etwa in der gezeichneten Läge befinden,
und der Hebel H ist wiederum durch den Magneten HM angezogen; liegt also etwa in
der ge-. strichelt. gezeichneten Stellung: In Abb. 3 ist einweiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt,. und zwar wird der Auswahlvorgang durch ein Relais mit
einer Haltewicklung A, und einer An-SprechwicklungA2 eingeleitet. Der Vorgang ist
im übrigen ähnlich dem bei den vorher beschriebenen Abbildungen; nur-ist die Ausbildung
der Scheibe S etwas anders als vorher. Es ist wiederum an eine' Betätigung durch
drei kurzzeitige Impulse mit festliegendem Zeitabstands gedacht, .wobei der erste
Impuls etwa dadurch zur Wirkung gebracht wird, daß die Ansprechwicklung A2 kurzzeitig
aberregt wird. ;Dies hat zur Folge, daß sämtliche Relaiskontakte 1i; a2, a3 aus
der gezeichneten Ruhestellung in die entgegengesetzte übergehen. Dadurch wird die
Haltewicklung A1 über a1 erregt. Über a2 sowie den Kontaktsatz K erhält der Motor
IV Spannung und vollführt bis zur Wiederabschaltung a:n der Nütenscheibe N eine
volle Umdrehung. Gleichzeitig .ist auch der Kontakt ä:2 geöffnet und' da-durch der
Haltemagnet HM aberregt worden. Der Hebel H; der bisher angezogen war, fällt in
diesem Augenblick bis an die Rippe R1 der Scheibe S zurück und wird von dieser allmählich
-wieder .in den Wirkungsbereich des Magneten gebracht: Der Magnet müß dabei den
Hebel angezogen halten, wenn an,diesem :die Lücke zwischen -den Rippen R1 und R2
vorbeigleitet. Der nächste in gleicher Weise gegebene Impuls darf erst eintreten,
wenn die Öffnung hinter der Rippe R2 vor .dem Führungsstift steht, so daß dieser
von der Rippe R2 erfaßt und wieder-an den Magneten HM herangeführt wird.
Das Eintreffen des dritten Impulses muß dann erfolgen, -wenn der Führungsstift FS
in den winkelförmigen Anschlag W einfallen kann, was, wie bereits oben beschrieben,
die Längsverschiebung des Hebels H und damit die Betätigung' des Steuerkontaktes
SK zur -Folge. hat. Besteht zwischen dem Eintreffen der Impulse und der Ausbildung
bzw. - Bewegung des Weichensystems keine Übereinstimmung, . dann wird' der Führungsstift
FS- durch eine der gezeichneten Öffnungen an die innere Begrenzung der Scheibe -S
angelegt und bleibt bis zur Vollendung des Umlaus wirk'ungs- -log.
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Der Haltemagnet kann somit unmittelbar durch den Zeichenstrom auf
dem Übertragungskanal gespeist werden, er kann auf Ar- -, beitsstrom ; und Ruhestrom
ansprechen' bzw, j auf Spannungserhöhung oder -absenkung. Für mehrere . getrennte
Empfangsanordnungen kann ein einziges auf den Zeichenstrom ansprechendes Relais
vorhanden sein, ebenso können mehrere mechanische Auswahlorgane ,zur Auswahl mehrerer
Kommandos von ein und" demselben Organ ,angetrieben werden. In derartigen:Fällen
ist zweckmäßig auch nur eineinziger Haltemagnet für mehrere mechanische Auswahlorgane
vorhanden. Ähnlich, wie bei Abb. i be"schriehen, können auch bei den übrigen .Ausführungsbeispielen
die Führungen- und mechanische Auswahlorgane so verstellt werden, daß die Anordnung
auf eine andere Impulsfolge anspricht.
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Wesentlich ist,, daß die Empfangseinrichtung als solche für die Betätigung
des Steuerkontaktes SK keine Energie aufzubringen hat, sondern diese Energie wird
in allen Fällen - von- dem Synchronmotor durch Weiterdrehung des mechanischen Auswahlorgans
geliefert: Demnach können zum Empfang außerordentlich empfindliche Apparate benutzt
'werden, so daß auch die Form und - Anzahl der Stromzeichen wegen der genauen Abstimmung
sich nur wenig voneinander zu unterscheiden brauchen. Auf diese Weise ist es möglich,
die Anzahl der fernzusteuernden Schaltvorgänge zu erhöhen.
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Als Anwendungsgebiet der Erfindung ist in der Hauptsache die Verwendung
als Aus-Wahlorgan für die Fernsteuerung von Straßenlampen, Warmwasserspeichern,
Zählern; Luftschutzsirenen o. d@gl. über Stark-oder Schwachstromnetze anzuführen,
wobei die Übertragung mittels netzfremder Frequenz, Spannungs- oder Freqüenzmodulation
erfolgt. Da es bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen in allen Fällen auf die
genaue Einhaltung von bestimmten Zeitabständen-ankommt, kann die erfindungsgemäße
Anordnung auch als Zeitrelais benutztwerden.