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Steuerresonanzeinricbtung.
Steuerresonanzeinrichtungen finden zur Fernsteuerung oder Überwachung von Arbeitsvorgängen verschiedener Art, wie z. B. der Fernbetätigung von Schaltern, Tarifzählern u. dgl., Anwendung. Solche
Resonanzeinrichtungen werden gewöhnlich durch Steuerfrequenzströme in Tätigkeit gesetzt, die von einer Zentralstelle ausgesendet und dem Verbrauchernetz überlagert werden.
Die Erfindung bezieht sich auf Steuerresonanzeinrichtungen, bei denen die auf verschiedene Eigen- frequenzen abgestimmten Resonanzfederantriebe die Steuerung eines bestimmten, ihnen zugeordneten
Arbeitsvorganges bewirken.
Aufbau, Wirkungsweise und Vorteile der Einrichtung gemäss der Erfindung seien nun an Hand der schematischen Zeichnungen, die mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, erläutert.
Es zeigt Fig. 1 eine Steuerresonanzeinrichtung zur Ausführung von drei Arbeitsvorgängen, während die Fig. 2 eine abgeänderte Ausführungsform einer Steuerresonanzeinrichtung gemäss Fig. 1 zeigt. In
Fig. 3 ist eine Steuerresonanzeinrichtung zur Ausführung von zwei Arbeitsvorgängen veranschaulicht.
In Fig. 1 sind mit 7. F. 7"Steuerscheiben, mit 2,2', 2"Sperrhebel und mit 3,3', 3"Sperrscheiben bezeichnet. Die Steuerscheiben 1, 1', 1" besitzen einen mit je einer Nase 4, 4', 4'' eines Steuerrahmens 5 zusammenarbeitenden Stift 6.6', 6", eine mit einem Anschlag 7, 7', 7"des Sperrhebels 2,2', 2"zu- sammenarbeitende Ausnehmung 8, 8', 8"und eine Öffnung 9, 9', 9". Durch diese Öffnung greift eine
Zylinderfeder 13, 13', 13", die einerseits an einem Stift 10, 10', 10"eines Zahnrades 11, 11', 11"und anderseits an einem Stift 12, 12', 12'' der Stenerscheibe 1, 1', 1'' befestigt ist.
Mit den Zahnrädern 11, 11', 11' kämmen, kleinere Zahnräder 14, 14', 14'', die fest mit Triebrädern 16, 16', 16"verbunden sind. Diese Triebseheiben selbst können etwa durch einen an sich bekannten und aus diesem Grunde nicht näher dar- gestellten, von der Betriebsfrequenz erregten Resonanzfederantrieb getrieben werden. In Fig. 1 sind von diesem Antriebsmechanismus lediglich die Resonanzfedern 15, 15', 15'' angedeutet.
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24', 24"fest mit einer unter dem Einfluss eines Triebwerkes 2. 3 stehenden Achse 26 verbunden ; die Sperrzähne sind um 12 (F versetzt zueinander angeordnet. Das Triebwerk 2. 5 kann beispielsweise ein Ferraris- motor oder auch ein von der Netzfrequenz erregter Resonanzfederantrieb sein.
Es sei angenommen, dass die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform zur Umschaltung eines Drei-
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fallweise mit dem Segment in Kontakt. während eine dritte Feder 28" ständig mit der Nabe 31 des Seg- mentes in Kontakt steht. Die beiden mit dem Kontaktsegment 27 zusammenwirkenden Kontaktfedern 28,
28'stehen mit je einer im Dreifachtarifzähler angeordneten und die Umschaltung von einem Tarif auf den andern bewirkenden Relaisumschaltspule 29, 30 und die auf der Nabe @ 31 des Kontaktsegmentes 27 aufliegende Kontaktfeder 28"mit der einen Leitung. 32 des Verbrauchernetzes in leitender Verbindung.
Die andere Leitung 3. 3 des Verbrauchernetzes ist mit den Relaisspulen 29, 30 leitend verbunden.
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Die Einrichtung gemäss Fig. 1 wirkt nun wie folgt :
In der aus der Fig. 1 ersichtlichen Stellung der Steuerresonanzeinrichtung wird das Kontaktsegment 27 von dem Sperrsystem 2, 3 in der dargestellten Lage gesperrt. Da dabei die Kontaktfeder
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geschlossen. Weiters sei angenommen, dass sieh der Resonanzfederantrieb 15'', 16'' in Tätigkeit befindet. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Stift 6"gerade im Begriff, den Rahmen 5 durch Heben der Nase 4"ebenfalls zu heben : der Kraftweg ist dabei : Antriebsmechanismus, Rad 16", Zahnrad 14", Zahnrad 11", Feder li", Scheibe l", Stift 6". Durch das Hochheben des Rahmens. ? werden die drei über diesemliegenden Sperrhebel S, 2', 2"ebenfalls hochgehoben.
Die nach oben erfolgende Verschwenkung des Sperrhebels 2 des ersten Steuermechanismus bewirkt dann eine Freigabe der Steuerscheibe 1 von der Nase 7 des Sperrhebels 2, so dass diese durch den Zug der gespannten Feder 13 um ein Stück verdreht wird. Die Stenerscheibe 1 nimmt dann eine der Steuerscheibe 'entsprechende Anfangsstellung ein.
Sobald die Nase 4" yon dem Stift 6'' der Steuerscheibe 1'' abfällt, werden die Sperrhebel 2, 2',""
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schlag 7"des Sperrhebels 2"in der Ausnehmung 8'' der Steuerscheibe 11'' liegt. Die umgebogenen (linken} Enden der Sperrhebel 2, 2'liegen dann ausserhalb des Eingriffsbereiches ihrer Sperrscheiben. : ;. 3'. Das Ende des Sperrhebels 2'' befindet sich aber jetzt auf dem Umfang der Steuerscheibe. T.
Bei weiterer Drehung der Steuerscheibe 1'' durch ihren Resonanzfederantrieb 14'', 15'' wird sich schliesslich die rechte Kante der Ausnehmung 8"gegen den Anschlag ?"'des Sperrhebels 2"legen und hiedurch eine weitere Verdrehung der Steuerscheibe 1'' verhindern. Der Resonanzfederantrieb 14". 1 ;3" wird dann nur noch ganz kurze Zeit betätigt, während welcher Zeit die Feder 13 gespannt wird. Die Steuerscheibe 1'' nimmt dann eine Stellung ein, wie sie aus dem vordersten Steuermechanismus der Fig. 1 ersichtlich ist.
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auf dem Umfang der Sperrseheibe 3" zum Aufliegen kommt.
Die Achse 26 kann deshalb von dem Triebwerk 25 nur so weit verdreht werden, bis sich der Sperrzahn der Scheibe. 3" (in Fig. 1 durch das linke Ende des Hebels 2'verdeckt) gegen das Ende des Sperrhebels 2 legt. Es erfolgt demnach eine Verdrehung des Kontaktsegmentes 27 um 120 . Die Kontaktfeder 28'gleitet daher gegen Ende dieser Belegung von dem Umfang des Kontaktsegmentes 27 ab. Das Kontaktsegment 37 steht dann mit keiner der beiden Kontaktfedern 28, 28'in stromleitender Verbindung, so dass keine der beiden Relaisspulen 29, 0 errer ist. Im Elektrizitätszähler findet dadurch eine Umschaltung von einem Tarif auf einen andern. beispielsweise vom dritten auf den ersten statt.
In gleicher Weise wirken auch die beiden andern Steuermeehanismen, u. zw. ermöglichen die einzelnen Steuermeehanismen die Drehung der Kontaktvorrichtung immer in eine ihnen zugeordnete
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richtung die Achse 26 bei Erregung des Resonanzfederantriebes 14", 15'' um 120 , bei derjenigen des resonanzfederantriebes 14', 15' um 240 verdreht und bei derjenigen des Resonanzfederantriebes U. 15 überhaupt keine Verdrehung der Achse 26 bewirkt werden. Die die Arbeitsvorgänge ("T$arifzählwerkumschaltung) einleitende Einrichtung, nämlich die Welle 26, die unter dem dauernden Einfluss der vom Triebwerk 25 herrührenden Triebkraft steht, wird demnach von den Steuermeehanismen abwechselnd in je einer den einzelnen Arbeitsstellungen des Kontaktsegmentes 27 entsprechenden Sperrstellung gehalten.
Es werden von dem Resonanzfederantireb 15, 16 die Relaisspule Jss, von dem Resonanzfederantrieb 15', 16' die Relaisspule 29 und von dem Resonanzfederantrieb 15", 16"keine der beiden Relaisspulen zur Erregung gebracht.
Aus der vorstehend gegebenen Erläuterung der Wirkungsweise der Steuerresonanzeinrichtung ist klar ersichtlich, dass die Resonanzfederantriebe auf je einen Steuermechanismus einwirken und dass der
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folgenden Gründen :
Die Steuermechanismen arbeiten derart miteinander, dass immer nur der augenblicklich von der
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vorgänge einleitenden Einrichtungen (Kontaktsegment) übernimmt.
Der in Tätigkeit befindliche Resonanz- federantrieb muss dabei die Steuerscheibe 1, 1', 1" des betreffenden Steuermchanismus um nahezu eine ganze Umdrehung verdrehen, bevor erst durch den Stift 6, 6', 6"der Steuerscheibe bewirkt wird, dass sämtliche Sperrhebel 2, 2', 2'' ihre Sperrscheiben 3, 3', 3'' freigeben, wodurch die die Arbeitsvorgänge (in Fig. 1 die Betätigung der Relaisumschaltspulen) ausführende Einrichtung durch das Laufwerk 25 in Tätigkeit gesetzt wird. Der in Tätigkeit, befindliche Resonanzfederantrieb kann dann zur Ruhe gebracht werden, was durch Abschalten des auf der Gebestation befindlichen Überlagerungsaggregates vom Netz
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erfolgt.
Die Schaltwelle 26 steht mithin während einer Steuerperiode, also in der Zeit, in welcher dem Netz ein Steuerfrequenzstrom überlagert wird, still und bringt erst gegen Ende der Steuerperiode die zur Einleitung der Arbeitsvorgänge bestimmte Einrichtung zur Wirkung. Eine derartige Anordnung ist nun in vielen Fällen äusserst wichtig, besonders dann, wenn die Steuerresonanzeinrichtung etwa wie erläutert für die elektrische Umschaltung von Tarifzählwerken elektrischer Zähler Verwendung finden soll.
Die Steuerachse 26 braucht natürlich nicht unbedingt eine Kontaktvorrichtung zu überwachen.
Es ist auch denkbar, dass an Stelle dieser eine mechanische Vorrichtung treten kann, die beispielsweise ein Mehrfachtarifzählwerk eines Elektrizitätszählers oder irgendeinen andern Apparat direkt mechanisch steuert.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 2 beruht auf ähnlichen Prinzipie wie jene gemäss Fig. 1. Hier sind der Einfachheit halber die die Einleitung der Arbeitsvorgänge bewirkenden Einrichtungen 3. 26 nur teilweise angedeutet, ferner die Resonanzfederantriebe. das Triebwerk und die Achsenlageningen überhaupt nicht dargestellt.
Für die Ausführung von drei Arbeitsvorgängen sind wiederum drei Steuermechanismen vorge-
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scheiben sind also in beiden Richtungen verdrehbar.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bestehen die Steuermechanismen aus je einem von dem Steuerorgan
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die die Arbeitsvorgänge einleitet.
Die Wirkungsweise ist folgende :
Die Betätigung der Steuerscheibe 1 erfolgt von ihrem Resonanzfederantrieb über das Getriebe 14. 11 und bewirkt vorerst nur ein Spannen der Spiralfeder. 37. Sobald jedoch der Stift 16 gegen die Nase 4 drückt, werden der Rahmen J und damit die drei Spenhebel 2,2', 2"für kurze Zeit gehoben.
Nach dem Zurückfallen des Rahmens J auf seinen Anschlag 20 befindet sich die Nase 7 des Sperrhebels 2 in der Ausnehmung 8 der Steuerscheibe 1. die Nase 7'des Sperrhebels 2'wieder auf dem Umfang der Steuerscheibe l'und die nase 7'' des Sperrhebels 2'' jetzt auch auf dem Umfang der Steuerscheibe 1", da beim Hochheben des Rahmens 5 die Nase 4'' den Stift 6"freigab und auf diese Weise die Steuerscheibe1" durch die gespannte Feder. 37" in eine der Steuerscheibe l'entsprechende Anfangstellung zurückgeschleudert wurde. Das Zustandekommen der Federspannung wird weiter unten erläutert. Die beiden Sperr-
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der Sperrhebel 8 in der Sperrstellung. Die Steuerachse 25 kann daher eine Verdrehung um 240 ausführen.
Bei einer weiteren Verdrehung der Steuerscheibe 1 wird sich schliesslich der Stift 39 des Zahn-
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Stellung der Steuerscheibe 1'' ein und die Feder 37 ist. wie früher bei der Feder. 35" erläutert, gespannt.
Die in Fig. 2 veranschaulichte Einrichtung hat nun durch die Anordnung der Spiralfedern 37, 37', 37" den wesentlichen Vorteil, dass sie von Impulsen. die etwa von tberspannungswellen. Einschalt- und ähnlichen Vorgängen herrühren können, vollkommen unabhängig ist. Bei Auftreten eines oder mehrerer, gewöhnlich nur kurzzeitig enthaltender Störungsimpulse können wohl die Resonanzfederantriebe in Tätigkeit gesetzt werden, jedoch ist, da nach Ausbleiben der Störungsimpulse die Spiralfedern die verdrehten Steuerscheiben wieder in die Anfangsstellung zurückführen, eine Betätigung der die Arbeitsvorgänge ausführenden Einrichtung nicht möglieh.
Die Ausführungsform der Resonanzeinrichtung nach Fig. 3 dient für die Einleitung von zwei Arbeitsvorgängen. Es sind deshalb zwei von je einem Resonanzfederantrieb betätigte Steuermechanismen vorgesehen, von denen jeder eine Steuerscheibe 1, 1', einen Sperrhebel 2,2'und eine Sperrscheibe 3, 3' aufweist.
Die Steuerscheiben 1, l'besitzen eine mit einem Stift 41, 41'des Sperrhebels 2,2'zusammenwirkende Nase 42,42'und einen mit dem einen Ende 43, 43'des Sperrhebels 2, 2'zusammenwirkenden Stift 44, 44'. Die beiden mit je einem Anschlag 23, 23'versehenen Sperrscheiben. 3,. 3' sind wiederum versetzt zueinander auf der die Einrichtung für die Einleitung der Arbeitsvorgänge Überwachenden Steueraehse 26 befestigt.
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In der gezeichneten Darstellung der Fig. 3 wird die Steuerachse 26 von dem Sperrsystem 2'. 3' in der Sperrstellung gehalten. Gegen den Sperrhebel 2'druckt dann der Anschlag 23'der Sperrscheibe-T, da ja das-nicht dargestellte-Triebwerk ständig ein Drehmoment auf die Welle 26 ausübt. Der Sperrhebel 2 des vorderen Steuermechanismus liegt fernerhin auf dem Umfang der Sperrscheibe 3 auf. Des weiteren legt sich der Stift 44 der Steuerscheibe 1 gegen das Ende 43 des Sperrhebels 2. Eine Verdrehung
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gung die Nase 42'der Steuerscheibe I'mit dem Stift 41'des Sperrhebels 2'zum Eingriff gelangen und hiedurch der Sperrhebel 2'hochgehoben, wodurch die Sperrscheibe 3'freigegeben wird.
Die Achse 26 wird dann von dem Triebwerk 25 verdreht, u. zw.. so weit, bis der Anschlag 2. 3 der Sperrscheibe 3 an den Sperrhebel 2 anstösst. Es erfolgt also eine Verdrehung der Achse um 180 . Der Sperrhebel 2 ist dann durch sein Eigengewicht um den Lagerzapfen 45 nach abwärts verschwenkt, so dass das Sperrhebelende 43 den Stift 44 der Steuerseheibe 1 freigibt und diese von ihrem Resonanzfederantrieb in der nächsten Steuerperiode verdreht werden kann. Ferner ruht jetzt der Sperrhebel 2'auf dem Umfange der Sperrscheibe 3'auf. Die beiden Steuermeehanismen nehmen dann die umgekehrte, aus der Zeichnung ersiehtliche Stellung ein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Steuerresonanzeinrichtung. bei der die auf verschiedene Eigenfrequenzen abgestimmten Resonanzfederantriebe die Steuerung eines bestimmten, ihnen zugeordneten Arbeitsvorganges bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfederantriebe auf je einen Steuermechanismus einwirken und dass der jeweils von dem zugehörigen Resonanzfederantrieb betätigte Steuermechanismus erst gegen Ende der Steuerperiode die zur Ausführung der Arbeitsvorgänge bestimmte Einrichtung zur Wirkung bringt.